光刻机的难题
随着国内不断地加大对半导体芯片产业的重视程度,光刻机这项核心设备,也开始扮演越来越重要的角色。因为目前所有芯片的生产过程,都依赖光刻机来完成,尤其是7nm、5nm等先进制程的芯片,更是离不开高端光刻机的支持,否则就只会是纸上谈兵。
光刻机被誉为“人类工业皇冠上的明珠”,堪称迄今为止人类能造出来的最顶尖的机器设备,所以其难度也超出了普通人的想象。就目前来讲,全球范围内的光刻机厂商只有寥寥几家,例如荷兰的ASML、日本的尼康、佳能,以及国内的上海微电子。
可能很多人都在想,既然国内也有能造出光刻机的半导体厂商,那么为什么国产芯片迟迟无法崛起呢?其实答案很简单,上海微电子虽然具备生产光刻机的能力,但是由它造出来的产品,基本上都只是中低端水平,满足不了高端芯片的生产要求。
也就是说,上海微电子对高端市场无能为力,国内在高端光刻机方面还处于一片空白。事实上,如今能够造出高精度光刻机的公司就只有一家,那就是来自于荷兰的ASML,其它厂商加起来都不是它的对手,ASML可以说是光刻机领域唯一的霸主!
举个简单的例子,ASML独有的EUV光刻机,被普遍用于7nm和5nm芯片的制造过程,像台积电和三星等代工厂,之所以能量产5nm芯片,就是因为得到了ASML的助力。
而对于国内来说,想要从ASML进口到EUV光刻机,并不是一件容易的事。因为ASML同样会受到美国规则的影响,无法向国内自由出货,就算能出口,也仅限于普通的DUV光刻机,EUV是可望而不可及。
上述的情况很好地反映出了国产芯片的现状,正是由于缺少顶尖的光刻机,才导致国内无法在高端市场站稳脚跟,时至今日还对芯片进口存在一定的依赖。那么国内真的造不出光刻机吗?难道说EUV光刻机这项难题始终都解决不了?
如果是在前些年,国内对EUV光刻机真没什么信心,但是进入到2021年之后,国产3项关键技术“破冰”,让国人都看到了希望。
首先,第一项技术是前段时间中科院研发出来的高能同步辐射光源,为EUV光刻机的光源创造了基础条件。高能同步辐射光源,是当前能量最高的光源之一,中科院已经推出了相应的设备,经过处理后完全可以用在光刻机领域。
其次,第二项技术是华卓精科的双工作台,这同样是EUV光刻机的重要组成部分。据了解,华卓精科推出的双工作台与ASML有不小的区别,目前已被用于ArF干式、浸没式扫描光刻机市场,发挥出了显著的作用。
最后,第三项关键技术指的就是之前清华大学攻克的极紫外光粒子加速器,有了光学系统,再加上光源,EUV光刻机的核心零部件就迎来了保障。作为国内顶尖的学府,清华大学的技术实力毋庸置疑,这次也为国产EUV光刻机的研发做出了很大的贡献。
由此不难看出,对于EUV光刻机,国内已经成功“破冰”了3项关键技术,接下来只要继续努力坚持研发工作,就一定能取得不俗的进展。
与此同时,值得一提的是,面对国产光刻机的突破,ASML也突然改口,其总裁多次警告美国的行为,并开始向国内市场示好。这是因为ASML意识到了国产光刻机的发展潜力,它不想失去中国市场,一旦国内不再需要ASML的光刻机,其地位将一落千丈。
总而言之,对于国内来说,光刻机是一项必须要攻克的核心技术,没有顶尖的光刻机,就无法实现先进芯片的自主化生产。目前国产光刻机迎来了很多明显的突破,相信要不了多久,EUV光刻机就会被国内的半导体公司掌握。
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