前些年华为缺芯事件闹得沸沸扬扬。如今华为自主研发芯片让国人为之自豪,但是又有一个问题难道不可以自己制造芯片吗?我们要知道制造芯片需要使用光刻机。但是纵观全球芯片公司,有这个技术和设备的只有三星公司了。它既可以自主研发又可以制造芯片,基本上垄断了行业芯片。但是反观中国目前的光刻机仍不能达到制作高端芯片的要求,技术还很落后。
一、如今国内光刻机能达到多少纳米的工艺制作?
查询官网可以知道,如今最先进的光刻机是600系列,光刻机最高的制作工艺可以达到90纳米。但是相比于荷兰ASML公司旗下的EUV光刻机,最高可以达到5纳米的工艺制作。而且即将推出3纳米工艺制作的芯片。但是据相关信息透露,预计我国第一台28纳米工艺的国产沉浸式光刻机即将交付。尽管国产光刻机仍与ASML的EUV光刻机还有很大的距离,虽然起步晚,但是国人的不断努力,仍会弯道超车。
二、国内公司可以自主购买EUV光刻机来解决这一现状吗?
答案是否定的。要知道华为缺芯事件就是美国从中作梗,更不可能让国内公司轻易购买到高端光刻机来自主造芯。尽管ASML公司也是通过在全球各地采购相应精良的零部件来组成最终的光刻机,但是任何零部件都无法避开美国的核心技术,所以美国为了达到控制中国发展,不会让中国轻而易举买到光刻机。
要制作出一台精良的光刻机,要做很多的攻坚,不仅要达到美国光源、德国镜头的高层面,还有许许多多的精密仪器。中国光刻机任重道远!在这些精密仪器的背后,同样也需要更多的人才、研究技术、时间投入、技术的积累同样也需要大量的资金。相信中国也会克服这一困难,从此不再受他国制约。
国产光刻机中端水平。
中国光刻机产品研究已经达到了“中端水平”。国产DUV光刻机产品很快就能成批推出、规模采用,据报道上海微电子研发出的28纳米国产光刻机整机已经安排生产,再过一两年一定能用于国产芯片的生产。
我国光刻机现状:
我国光刻机最高技术仍旧是上海微电子研究所的90nm工艺,它的SMEE200系列光刻机、300系列光刻机、500系列光刻机、600系列光刻机只能够达到90nm工艺水平。而像江苏无锡影幻半导体公司、合肥芯硕半导体公司都只能够拥有200nm工艺的光刻机量产能力。
我国的光刻机处于世界的先进水平,但没有达到顶尖水平:
我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机,可以满足日常的射频芯片,蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片,已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家,进入光刻机的顶尖水平,还需要数10年的时间研究和发展,这就好像在一根头发丝上的1/10000处,雕刻一栋楼房的难度是差不多的。
光刻机在我国之所以如此重要,是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持,例如手机芯片,一些重工业行业,机器的芯片,还有很多高新科技产业的核心技术,都需要用光刻机来研发芯片,没有了光刻机,我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态,因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口,只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。
只要光刻机达到顶尖水平,我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究,在我国除了自身的发展以外,大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程,当光刻机的技术达到了顶尖水平以后,我国将不会再依赖外国的汽车芯片,拥有自主研发的中国芯片,安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性,另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。
总而言之,光刻机的技术非常重要,但难度也非常大,有专家预计在未来的十年到20年中,我国的光刻机技术可能会得到质的突破。
中国光刻机距离世界先进水平,还有较大的差距。
第一,目前全球最先进的光刻机,已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成,而是国际合作才能实现的。其中,制造光源的设备来自美国公司;镜片,则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二,中国进口最先进的光刻机,是7nm。
2018年,中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机,当时预交了1.2亿美元的定金。请注意,当时这台机器还没有交付,而是下订单。
但国内市场上,其实已经有7nm光刻机。在2018年12月,SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三,目前国产最先进的光刻机,应该是22nm。
根据媒体报道,在2018年11月29日,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题:“重大突破,国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机,已经是重大突破。
22nm的光刻机,关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备,打破了传统路线格局,形成一条全新的纳米光学光刻技术路线,具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”,也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下,实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人,中芯国际不堪大用,澎湃芯片久不见进展,虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。
按照高端、中端、低端三个档次来划分的话,中国目前是属于第三档,正在努力的向第二档迈进。
高端光刻机市场被ASML垄断高端光刻机的市场目前只有ASML一家,也算是应了那一句话“无敌是多么,多么寂寞”。有朋友习惯把ASML生产的高端光刻机叫“万国牌光刻机”,主要是因为光刻机并不算ASML自己独立生产完成的,95%的零件都是从其他国家采购的,但是这依旧无法动摇ASML在高端光刻机市场的地位。目前ASML的主流产品是7nm的光刻机,5nm的光刻机据说已经研发完成,正在准备量产。一旦这些5nm的光刻机开始售卖,到时候对手机芯片来说将会是又一场革命。
中端光刻机市场ASML、尼康、佳能相互竞争其实说竞争有点过了,按照目前的情况来看是ASML占据大优势,尼康和佳能陪跑。日本的尼康和佳能其实在十年前还是和ASML同等水平,但是由于方向选择错误,进而在光刻机进程中逐渐落败,高端光刻机市场也从之前的三足鼎立变成了现在asml一家独大。由于尼康和佳能在高端光刻机市场毫无优势,所以两家公司已经在光刻机研发方面投入越来越小。佳能已经放弃了光刻机的生产,尼康也只是保留了小部分的产能;可能在不久的未来,两家公司的中端光刻机也没有任何市场了。
低端光刻机市场上海微电子非常有竞争力虽说中国的光刻机在中高端都没有像样的产品,但是在低端光刻机市场上表现十分亮眼。在2018年上海微电子出货光刻机50-60台,在2019年出货量也达到了60台左右,这个成绩还是十分喜人的。目前上海微电子出货的最先进的光刻机是90nm的,还是离中端光刻机有一定距离。同时我们需要注意的是上海微电子性质其实和ASML公司有一点类似,他们都更像是组装商。比如上海微电子生产的光刻机中的光栅元件等还是来自于进口,并没有实现国产化,依旧有着被人卡脖子的风险。
由于早些年国内对光刻机这块并不算重视,导致中国光刻机的起步晚、资金投入少、人才也相对不足,这些都是需要解决的问题。除非由国家牵头并且进行人才资源的相关倾斜,否则国产光刻机最多也就能达到中端水平,基本上不具备追赶上ASML公司的可能性。
1.现在国内的光刻机能达到多少纳米的技术?
官网显示,目前最先进的光刻机是600系列,光刻机中最高的生产工艺可以达到90nm。然而,与荷兰ASML公司拥有的EUV掩模对准器相比,它可以通过高达5纳米的工艺制造。而且3nm工艺制作的芯片即将上市。不过根据相关信息,预计中国首款采用28nm工艺的国产浸没式光刻机即将交付。虽然国产光刻机和ASML的EUV光刻机差距还很大,虽然起步晚,但是中国人的不断努力还是会弯道超车的。
第二,国内公司能否自主采购EUV光刻机来解决这种情况?
答案是否定的,要知道华为缺芯是美国的阻碍,国内公司更不可能轻易买到高端光刻机自己制造芯。虽然ASML也是通过采购世界各地的优秀零件来补上最终的光刻机,但是没有任何零件可以避开美国的核心技术,所以美国不会为了控制中国的发展而轻易让中国购买光刻机。
做一个优秀的光刻机,要做很多艰苦的工作,不仅要达到美国光源和德国镜头的高水平,还要有很多精密的仪器。光刻机任重道远!这些精密仪器的背后,也需要更多的人才、研究技术、时间投入和技术积累,也需要大量的资金。我相信中国会克服这个困难,不再受其他国家的限制。
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