什么是光刻機呢?光刻機又叫掩模對準曝光機,光刻系統(tǒng)等,用光來制作一個圖形工藝,將掩模版上的圖形轉移光刻膠上的過程將器件或電路結構臨時復制到硅片上的過程。學姐說的可能大家不太明白,學姐給你們換句通俗易懂的話,光刻機其實就是制造芯片的機器,芯片大家都知道吧?,F(xiàn)在的手機電腦都有芯片,如果沒有光刻機,那么就造不出電腦和手機了,可見這個光刻機作用有多大。
放眼全世界,能自主研發(fā)生產(chǎn)芯片的光刻機企業(yè)也就這三家,日本的佳能和尼康還有荷蘭的ASML公司。這三年一年能生產(chǎn)約300臺光刻機,荷蘭ASML公司占比達到60%,另外ASML的10nm芯片生產(chǎn)技術不對外公布,連咱們都買不到啊!ASML這家公司市值約1000億美元,約16000位員工,而高端研發(fā)人員就達到6000余名,這配置無敵了!這16000多人一起研究出了世界頂級光刻機—EUV光刻機,這機器每臺都在1億美元以上,我國的中芯國際花了7億人民幣在ASML公司買了一臺EUV光刻機,三星和英特爾還有臺積電等頂級芯片商業(yè)都在ASML買光刻機。
自從華為等中企被老美斷供芯片后,國內便掀起了造芯浪潮,去年國家更是制定了于2025年實現(xiàn)芯片70%自主率的目標。
但若想實現(xiàn)芯片自主,首要條件便是突破EUV光刻機的限制。在明確了核心問題后,中科院等頂尖科研機構紛紛跑步入場,成立了專項技術攻關小組,不僅如此,就連國內許多有實力的半導體公司也均在光刻領域著重發(fā)力。
二月底,清華大學宣布突破了光源技術,波長可從太赫茲覆蓋到極紫外波段,極紫外光正是EUV光刻機最核心的技術。
值得一提的是,EUV光刻機又被稱為極紫外光刻機。清華大學自研的極紫外光源意味著我國在EUV光刻機領域的研發(fā)邁出了一大步。
除了光源技術外,近日,國產(chǎn)企業(yè)上海新陽宣布了高端光刻膠的好消息。高端光刻膠是EUV光刻機最重要的原材料,此前一直被日美企業(yè)所壟斷,是我們實現(xiàn)芯片自主的另一個“攔路虎”。
據(jù)上海新陽的光刻膠項目推進速度來看,在明年,國產(chǎn)的193nm Arf光刻膠就能小規(guī)模銷售,2023年便可實大批量產(chǎn)和正式商用。
目前,國內最先進的芯片制造商中芯國際已經(jīng)具備生產(chǎn)7nm芯片的工藝技術,但很多設備依然依賴進口,最典型的就是光刻機。眾所周知,光刻機的研發(fā)難度極大,就連全球光刻機制造技術最強的企業(yè)ASML一年的產(chǎn)能也只有幾十臺。
光刻機的成功制造,是集眾家之所長而得到的結晶,在一臺光刻機設備中,光零件就多達近十萬個,而且這些零部件分別來自全球各國,更難的是,光刻機制造過程中的良率極低,所以研發(fā)成本極高,以至于每臺設備售價高達近十億。
近日,中芯國際突然宣布與荷蘭光刻機巨頭阿斯麥(ASML)簽訂修訂后的采購協(xié)議,期限延長至今年年底。值得一提的是,這條消息還直接沖上了熱搜,熱度一直居高不下。要知道,我們等待這一刻不知道等了多久,中芯國際停留在14nm工藝上的時間同樣也很久了,如果這次交易能夠順利的話,那么中芯國際在芯片生產(chǎn)上的水平就又能提升一大截。
具體來看,中芯國際在3月3日發(fā)布的公告中稱,其已經(jīng)與阿斯麥(上海)機電設備有限公司簽訂了經(jīng)修訂和重述的批量采購協(xié)議,期限延長至2021年12月31日。除了期限延長之外,中芯國際還在公告中披露了此前的購買金額。根據(jù)批量采購協(xié)議,中芯國際已于去年3月16日至今年3月2日的12個月期間,就購買用于生產(chǎn)晶圓的阿斯麥產(chǎn)品與阿斯麥集團簽訂購買單,總代價約為12億美元。
ASML提供的高端光刻機受到很多芯片制造企業(yè)的搶購,臺積電、三星、英特爾成為了ASML主要的EUV光刻機采購客戶。但其實中國大陸企業(yè)也曾向對方采購EUV光刻機,只不過受到了美國的阻撓,未能成功采購。就眼前的局勢來看,國產(chǎn)芯片的短板主要體現(xiàn)在制造,但是,芯片制造涉及到的工藝流程卻十分復雜,牽涉到的核心設備眾多,并且每一樣都必不可少。據(jù)不完全統(tǒng)計,在中芯國際的一條12英寸圓晶生產(chǎn)線上,就用到了22臺擴散設備、42臺CVD設備、15臺涂膠去膠設備、8臺光刻設備、25臺刻蝕設備、13臺離子注入設備、24臺PVD設備、50臺檢測設備。
芯片短缺一直是阻礙中國科學技術發(fā)展的難題,很多核心技術所需要的芯片都依賴于海外供貨。然而,國與國之間除“合作共贏”之外,還有“競爭”,加上美國的各種從中阻攔,國企想要真正從海外購取所需芯片,并非那么容易。對此,不少企業(yè)開始著力于自主研發(fā),而據(jù)爆料,華為也已入局光刻機研發(fā)制造。
在半導體領域內,相比于其他一些國家,我國一直比較薄弱。美國更是借著中國這技術短板,各種“使絆子”。但這也讓國人更加清楚自己的問題,徹底清醒向半導體領域進軍。特別是近幾年,中國在光刻領域不斷取得新的突破,“龍芯”新架構的發(fā)布,芯片產(chǎn)業(yè)的落地等等,都說明國家對半導體領域發(fā)展的決心和態(tài)度。而唯有自己實現(xiàn)自主造芯,中國才能不再仰仗他國技術,獨立自主。