光刻機中國能造嗎
光刻機被稱為“人類最精密復(fù)雜的機器”,該領(lǐng)域的龍頭老大是荷蘭ASML,并已經(jīng)壟斷了高端光刻機市場。荷蘭ASML公司EUV光刻機售價高達(dá)1億美元,而且只有ASML能夠生產(chǎn)。
相比之下,中國最好的光刻機廠商上海微電子裝備有限公司(SMEE)已經(jīng)量產(chǎn)的光刻機中,性能最好的SSA600/20工藝只能達(dá)到90nm,相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)。而國外的先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了7納米,正因如此,國內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進(jìn)口。
就算是進(jìn)口也沒有那么容易,由于美國主導(dǎo)《瓦森納協(xié)議》的限制,中國只能買到ASML的中低端產(chǎn)品,出價再高,也無法購得ASML的高端設(shè)備。例如:Intel、三星、臺積電2015年能買到ASML10 nm的光刻機。而大陸的中芯國際,2015年只能買到ASML 2010年生產(chǎn)的32 nm的光刻機,5年時間對半導(dǎo)體來說,已經(jīng)足夠讓市場更新?lián)Q代3次了。
雖然和世界先進(jìn)水平有著不小的差距,但是這些年來中國一直在努力突破技術(shù)上的落后和封鎖,國家的“十二五”、“十三五”規(guī)劃也在半導(dǎo)體行業(yè)的各個領(lǐng)域都有相應(yīng)的布局。
2017年,由長春光機所牽頭承擔(dān)的國家科技重大專項02專項——“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”項目順利完成驗收。極紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL)被公認(rèn)為是最具潛力的下一代光刻技術(shù),面對的是7nm和5nm節(jié)點,代表了當(dāng)前應(yīng)用光學(xué)發(fā)展最高水平,作為前瞻性EUV光刻關(guān)鍵技術(shù)研究,國外同類技術(shù)封鎖嚴(yán)重,技術(shù)難度大、瓶頸多。
《中國制造2025》也將EUVL列為了集成電路制造領(lǐng)域的發(fā)展重點對象,并計劃在2030年實現(xiàn)EUV光刻機的國產(chǎn)化。
當(dāng)你突破了技術(shù)封鎖,拉近了技術(shù)代差,追逐商業(yè)利益的資本主義便向你拋來了橄欖枝。美帝的套路就是這樣,當(dāng)年我們準(zhǔn)備自研大飛機,美帝說你買我們的波音吧;當(dāng)年不允許我們進(jìn)入國際空間站,現(xiàn)在我們有了天宮二號后,又準(zhǔn)備和我們合作建立新的國際空間站了。
同理,當(dāng)我們突破了EUV光刻技術(shù),ASML就開始松動了。據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的報道, ASML 說EUV光刻機要進(jìn)口到中國全沒有任何問題!最快2019年,中國或?qū)⒂瓉硎着_EUV光刻機。
最后,進(jìn)入十四五計劃后,隨著國家對芯片領(lǐng)域大幅度投資和持續(xù)投入,相信中國的光刻機發(fā)展也將最終進(jìn)入大規(guī)模自主生產(chǎn)的階段。還是那句話,一切只是時間問題!
中國光刻機技術(shù)和ASML的差距
大家又為中芯國際以及中國高端芯片制造擔(dān)憂起來了,原因是中國芯國際向ASML采購的一臺極紫外光刻機,可能生變了。因為ASML已向荷蘭當(dāng)局申請出口許可4個月了,一直沒有得到許可,導(dǎo)致ASML無法按時交貨。
而這臺極紫外光刻機是中國唯一一臺極紫外光刻機,也是制造高端芯片必不可少的設(shè)備,目前只有ASML能夠生產(chǎn)。
于是有人問,目前中國刻蝕機能夠生產(chǎn)出5nm的來了,那么國產(chǎn)光刻機的技術(shù)究竟在什么水平,和ASML相比,還差多少,能不能短時間內(nèi)追上來,從而不再依賴ASML?
實話實說,中國目前的光刻機技術(shù)要和ASML相比的話,至少有10年以上的差距,短時間內(nèi)是追不上的,所以還是想辦法把這臺極紫外光刻機趕緊拉回來才是正事,國產(chǎn)短時間內(nèi)是沒戲的。
我們知道在光刻機領(lǐng)域,有人根本ASML的技術(shù)并結(jié)合芯片制造,分為四個檔次,分別是超高端,高端,中端,低檔。
分別對應(yīng)的節(jié)點分別5/7nm工藝、7-28nm工藝、28-65nm工藝,65-90nm工藝。目前ASML的產(chǎn)品覆蓋所有檔次,而nikon的產(chǎn)品停留在28nm這個節(jié)點,cannon和smee(上海微電子)停留在90nm這個節(jié)點。
意思就是中國的最高技術(shù)是90nm,生產(chǎn)出來的光刻機處于低端,只能生產(chǎn)90nm的芯片,而在90nm之后,還有65nm,45nm,32nm,22nm,14nm,10nm,7nm,5nm。
而這些節(jié)點技術(shù),有好幾個臺階要上,首先是45nm的臺階,再到22nm的臺階,再到10nm臺階,再到7nm的臺階,真的是一步一個坎,有些坎幾年都未必能夠更新出一代來。
所以說,從目前的這個情況來看,國產(chǎn)光刻機技術(shù)落后ASML至少是10年以上,甚至說10年都算是少的了,可以說是萬里長征才開始第一步。
當(dāng)然了,正如大家所想,再難也得研發(fā),否則就會被人卡脖子,目前這臺極紫外光刻機不就是如此么?用于生產(chǎn)5/7/8nm芯片的,是中芯國際用于下一代技術(shù)研發(fā)的,現(xiàn)在被卡了,可能會給中國高端芯片制造拖后腿了。
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