路维光电称目前公司的光刻设备主要来自瑞典和德国,该公司日后发展前景如何?
华为有没有能力研究光刻机?
华为有没有能力研究光刻机? 我们没有华为是万万不能的,但华为也不是万能的!目前华为是没有这个能力。 不过按照光刻机的原理,只要华为大手笔投入从全球广泛挖来光刻机研究人才投入到光刻机的研发中去,是可以研发出来的。
光刻机可以说是需要最顶尖精密的仪器之一,技术含量高而且零部件也高,涉及到系统集成、材料、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等等各种先进的技术。但光刻机的原理并不是不能攻克的,就如目前国内的上海微电子设备集团就已经有自己的光刻机,虽然是低端光刻机原理是差不多的。
不过可惜的是,只是研发出来没啥用,没有相关高精细零部件的配套,也是空话一句。也就是制造不出来,不能达到制造高端芯片的要求。如果只是研发出低端光刻机也没啥用,国内市场已经具备而重复了,我们要的是高端光刻机。
光刻机的市场需求量小,基本上被荷兰ASML、日本尼康、国内上海SMEE公司所垄断。上海SMEE公司具备研发和生产光刻机的能力,但不能研发高端光刻机而且更没有办法引进高端高精细零部件而没有办法制造高端光刻机。为什么?
目前我们要制造高端光刻机所需周边产业链不能满足要求,需要高精尖的光源、高精度轴承、反射镜片等等,这些部件ASML也得要从欧美日等公司采购,资金和技术也要依赖于他的大客户如三星、英特尔、台积电等。但这些高精尖的零部件,欧美日又是对我们禁运获取不到了,我们只有从自己的产业链上进行培养,但这个培养时间可不是短期的,甚至有可能培养不起来。
如果高端光刻机一直从ASML处获取不到,今后如果连加工高端芯片也被限制,那也就不得不从自己研发高端光刻机的方向走。可行的办法可能是有实力的相关企业联合起来,不但攻克高端光刻机本身研发技术,同时攻克零部件技术,也许整个产业链就起来了。比如华为联合上海SMEE、中科院广电技术研究所、以及关键零部件的研发企业,共同组建联合体进行整体推进,也许我们拥有高端光刻机甚至打垮ASML也不是梦。
华为有没有能力研究光刻机? 凭华为的技术和资金实力,当然有,但是:
因此, 即便华为有能力、有资金研究光刻机,但在几年甚至几十年内也无法生产、制造出当前最尖端的光刻机。 ----这就是现实!
光刻机是芯片制造的核心设备之一 ,主要用于“生产制作芯片和芯片封装“。可以说谁拥有先进的光刻机,谁就拥有芯片生产市场的主动权。芯片生产制造是一项高 科技 技术。目前美国的苹果、高通,中国的华为、小米、Oppo、Vivo等,除了三星,都不具备生产制造芯片设备和技术。
一、目前具备生产制造光刻机的企业有哪些?二、光刻机的生产技术。
三、我国企业为什么不买来制造自己的芯片?
因为供货太少,所以ASML每年生产的光刻机都被台积电、三星等直接买断货了。
虽然我国有企业能生产芯片,但其生产芯片的技术水平还是较落后,差最先进的好几代。 (别人先进的光刻机也不卖给你)
华为有没有能力研究光刻机? 凭华为的技术和资金实力是有 。但研发并生产制造如此高精尖的技术产品, 不是靠钱和技术能搞定的 。还有另一个问题,制造光刻机的很多材料和配件对中国是禁止的。
所以华为、高通、苹果所研发、设计的高端芯片,只能请台积电这类代工企业代工生产制作了!
你说呢,欢迎你的指点和讨论!
很遗憾的告诉你,华为目前无法研究出光刻机。
光刻机是制造芯片的最核心设备之一。但至今为止,我国在光刻机方面一直没有拿出手的成绩。
那为什么说华为无法研究出光刻机呢?
首先来了解下光刻机的原理。光刻机也叫曝光机,光刻简单理解就是用光来制造电路结构。用光刻机来制造芯片的过程,实际上跟洗照片有点类似,我们把设计好的集成电路图通过紫外光源用掩模板刻到硅晶圆上的过程。
光刻机的制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,世界上掌握这个技术的企业屈指可数,最好的光刻机企业是荷兰的艾斯摩尔ASML。这家公司在光刻机技术上应该说遥遥领先,处于垄断地位。排在ASML后面的是日本企业,尼康和佳能。
光刻机原理虽然简单,但制造精度可以说是变态的高。比如ASML的7nm芯片工艺,要知道原子的大小在0.1纳米,这个精度我国就无法制造。再比如光刻机超高精度的对准系统,要求近乎完美的精密机械工艺。
除以以外,光刻机并不是一项单独的技术,一台光刻机有超过80000个复杂零件,集成数百家的专利技术,它需要强大的整合能力,这使得光刻机很难被模仿。国外企业甚至放话:给你图纸,你都造不出来。
我国的光刻机和芯片能力离世界水平还有很大差距,但是在中兴事件后我们已经认识到制造高端芯片的重要性,国家政策也开始倾向这个领域。最后说一点,自主创新是进步的灵魂,我们一定要研发自己的核心技术。
前两天,有个朋友问我“光刻机是不是刻录CD的机器啊,华为造不出来吗?”。看来很多人不知道光刻机是怎么回事,下文具体说一说。
什么是光刻机?
简单来说,光刻机是用来制造芯片的,比如手机处理器、电脑CPU、内存、闪存等,可以说半导体离不开光刻机。
目前, 最先进的EUV光刻机全球仅有荷兰的ASML能生产 ,集成了全球最先进的技术,90%的关键设备均自外来,德国的光学技术设备、美国的计量设备和光源设备、瑞典的轴承,ASML要做的就是精确控制。
最关键的是,这些精密的设备,对我国是禁运的,客观上反应了我国和西方精密制造领域的差异。
有钱也买不到
既然无法生产最先进的光刻机,那么可以从ASML那里买到吗?很难,原因有两点。
1)独特的合作模式
ASML有一个奇特的规定,只有投资了ASML,才能获得优先供货权,英特尔、三星、台积电、海力士等在ASML中有相当的股份,形成了庞大的利益共同体。ASML的光刻机产量本来就不高,还被“抱团”企业抢走了大部分订单。
因此,我国的中芯国际2018年成功预定的7nm光刻机,至今仍未收到。
2)瓦森纳协定的限制
《瓦森纳协定》是一部全球性的法令,我国就在被限制的名单中,严格限制高技术向我国出口高新技术。因此,我国与发达国家在能源、环境、可持续发展等领域 科技 合作比较活跃,但是在航天、航空、信息、生物技术等高技术领域很少合作。
回到半导体,也正是这个原因,从芯片设计、生产等多个领域,不能获取到国外的最新 科技 。还可能因为一些“莫须有”的原因,被卡脖子。
我国的光刻机技术水平
目前,我国生产光刻机的厂家有上海微电子、中电 科技 等,但是制程工艺相对较低。上海微电子(SMEE)是国内最领先的光刻机研制单位,能够稳定量产90nm的光刻机,距离荷兰ASML的7nm工艺还很远,而且ASML即将量产5nm工艺的光刻机。
总之,我国生产的光刻机与世界先进水平有很大的差距,主要是因为西方技术封锁造成的。同时因为很多原因,也无法买到最先进的EUV光刻机。这也验证了那句话,只有掌握核心技术,才不会被“卡脖子”。
说到光刻机——是中国芯片业制造之痛,可以绝不过分的说,在即将到来的第三次产业转移中,谁能掌握芯片,谁就能掌握未来的财富之源;谁能手握高端芯片制造,谁就能拥有IC产业的话语权。光刻机是芯片制造过程中最重要的一环,占了总成本的1/3,是最当前我们最需要克服的尖端技术,没有之一。光刻机被誉为“工业上的皇冠”,而荷兰ASML的EUV光刻机则被誉为“皇冠上最闪亮的那颗宝石”
还记得,中芯国际向ASML订购的那台EVU本应该在2019年上半年到货,却一直被美国阻挠,没有拿到荷兰政府的许可令,加之经历了中兴事件之后,深深让国人感受到了中国在半导体芯片领域的薄弱,而此次美国升级对华为的制裁,更是让国人认识到了中国在芯片制造设备领域的薄弱。
关于芯片技术,是非常的复杂,每个学科的交叉超出了你我的想象, 所以我觉着华为想要一家研制光刻机,不太现实。
下面谈谈光刻机在80年代,光刻机的技术其实一直掌握在美国人的手中,后来日本尼康凭借不断的投入取得了突破,在2000年左右,特别是尼康市场份额甚至超过了50%,成为了当时当之无愧的带头大哥。当时日本一度把尼康光 科技 形容为民主之光,让日本人看到了新希望。
我们再来看看荷兰的ASML从1984年诞生后的20年,经营可以说是非常的困难,生存无望只能四处找投资,最终飞利浦勉强的收了,在飞利浦旁边找了个空地建了一个工厂,这20年基本上就是搞销售捣鼓关系,勉强地活了下来。
ASML的成功离不开一个贵人林本坚,1942年出生于越南,中国台湾人,祖籍广东潮汕,在2008年当选了美国国家工程学院院士。再加入台积电之前,林每间在IBM从事成像技术的研发长达22年,当时世界无二的顶级的微影专家,在2000年时候,当时林本坚非常的坚定的投入浸润式的光刻技术的研究,但是当时IBM并不买账,不给研发经费,在2000年加入了台积电,并在2002年研发出来193纳米的浸润式的光刻技术,这个技术一经推出受到各方势力的巨大阻力几乎被康佳、佳能、IBM所有的巨头封杀,就在这个时候半死不活的ASML敏锐地看到其中蕴藏的巨大机会,果断与林本坚合作,2004年ASML和台积电共同研发出第一台浸润式微影机。
优秀的性能让ASML的产品全面碾压尼康。在短短几年时间内尼康全面沦落,在2012年ASML收购顶级光源企业Cymer这个收购意义非常重大,在2015年经过10年的研究,最终EUV弄到了可以量产的状态,到目前为止,EUV完全被ASML垄断。市场占有率100%
光刻机三大要素,包括激光系统、高精度的镜头,精密仪器制造技术,镜头来自德国,激光系统来自美国,其中8万多个零件来自全球不同的国家,ASML的技术占比甚至不超过10%。ASML的主要精力还是在沟通合作和协调,其中台积电、英特尔、三星等巨头都消耗了巨大的人力来研发EUV的光刻机。
光刻机按照用途可以分为IC 前道光刻机、封装光刻机、面板光刻机以及 LED/MEMS/功率器件光刻机。而我们经常所说的芯片制造所使用的则是IC前道光刻机。
资料显示,光刻工艺是芯片制造过程中占用时间比最大的步骤,约占芯片制造总时长的40%-50%。同时,光刻机也是目前晶圆制造产线中成本最高的半导体设备,约占晶圆生产线设备总成本的27%。目前最先进的 EUV 设备在2018 年单台平均售价高达 1.04 亿欧元。
国产光刻机与国外技术差距较大,但部分领域已实现突破虽然,中国也有自己的国产光刻机厂商——上海微电子装备股份有限公司(SMEE),但是其在技术上与国外还存在较大差距。上海微电子成立于2002年,主要从事半导体装备、泛半导体装备以及高端智能装备的设计制造销售,其中光刻设备是公司的主营业务。目前公司光刻机可以应用于集成电路产业链中晶圆制造、封装测试,以及平板显示、高亮度 LED 等领域。目前上海微电子直接持有各类专利及专利申请超过2400项。
据上海微电子官网介绍,其主要生产 SSX600 和 SSX500 两个系列的光刻机。其中,SSX600 系列步进扫描投影光刻机采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术,以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术,可满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 关键层和非关键层的光刻工艺需求,该设备可用于 8吋线或 12 吋线的大规模工业生产。SSB500 系列步进投影光刻机不仅适用于晶圆级封装的重新布线(RDL)以及 Flip Chip 工艺中常用的金凸块、焊料凸块、铜柱等先进封装光刻工艺,还可以通过选配背面对准模块,满足 MEMS 和 2.5D/3D 封装的 TSV 光刻工艺需求。
△上海微电子600系列光刻机
在技术上,上海微电子的IC前道光刻机与国际先进水平差距仍较大。上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的最高可实现 90nm 制程节点,ASML 的 EUV 3400B 制程节点可达到 5nm。这也使得在IC前道光刻机市场,国产化率较低,国内的IC前道光刻机市场主要被ASML、尼康和佳能瓜分。
不过,在对光刻精度要求较低的封装光刻机、 LED/MEMS/功率器件光刻机、面板光刻机市场,上海微电子则取得了不错的成绩。
目前上海微电子封装光刻机已实现批量供货,成为长电 科技 、日月光、通富微电等封测龙头的重要供应商,并出口海外市场,在国内市场占有率高达 80%,全球市场占有率达 40%。同时公司 300 系列光刻机可以满足 HB-LED、MEMS 和 Power Devices 等领域单双面光刻工艺需求,占有率达到 20%左右。
在面板光刻机市场,上海微电子也已经实现首台 4.5 代 TFT 投影光刻机进入用户生产线。不过,目前市场主流都是6 代及 6 代以上的产线。要想打破日本尼康和佳能所垄断的 FPD 光刻机市场格局,仍需要时间。
近期业内有消息称,上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付。国产光刻机有望迎来突破。
千磨万击还坚劲,任尔东南西北风,厚积薄发,这就是我们的精神!最后我问大家一个问题,如果华为手机的性能在明年没有达到你的预期你,还会不会考虑买?
华为如果有能力研究光刻机的话,也不会找台积电代工生产芯片了。你以为任何企业都能够成为荷兰的ASML吗?ASML的成功在于,它聪明的将三星,英特尔,台积电等等企业“拉到了它的阵营”,甚至可以毫不夸张的话,荷兰的阿麦斯从来都不是一个孤零零的企业,它是全球智慧的结晶!
光刻机的复杂程度
我们对于光刻机的了解,可能在于它是生产芯片中的重要一环。但是,它到底怎么制造,到底有什么技术难度呢?这里面我们可以了解下。
一台光刻机中有太多内容了,从测量台、曝光台,到激光器、光束矫正器、能量控制器、光束形状设置、遮光器、掩模版、掩膜台等等多项内容。
在这些零部件的组合下,光刻机需要通过将光束透射过画着线路图的掩模,并且将线路图映射到硅片上,在经过过清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等等。
而为了能够形成对于芯片的光刻,并且不断挑战摩尔定律,ASML需要不断的加强,对于光 科技 技术的提升。也正是因为在技术方面的提升,它需要向德国蔡司提供的镜头,也需要美国公司供应的光源……
可以说,ASML光刻机真正的体验了全球化大生产的功绩。而,这些恰恰是华为目前所欠缺的,因为美国的一些阻止,很多企业放弃了和华为的合作,而在这种情况下,华为想做到光刻机,它就必须要自给自足,然而所需要投入的人力财力,远远大于我们的想象。
阻止,不会催生新的竞争对手
对于荷兰阿麦斯来说,是不愿意去是催生新的竞争对手,为什么将三星海力士英特尔等公司拉入到自己公司中,成为阿麦斯的股东之一? 除了获得先进的技术支持之外,还有一个最关键的因素是不想让其他的企业成为阿麦斯的竞争对手。
其实我们知道像佳能,尼康,这些企业都是目前在光刻机领域有所研究的企业,为什么绝大多数的市场特别是高端市场,还是被阿麦斯给占据呢?我们不能够去忽略阿麦斯的这种集合众家之长的方式。
《瓦森纳协定》其中就有半导体产业这块问题,我们被以美国为首的西方国家,进行技术出口管制,让我们的光刻机发展困难!
华为,不需要光刻机
光刻机虽然重要,但是对于华为来说并不是主要的业务。华为主要的业务是运营商业务和消费者业务,这是它的重点,华为没有必要从头开始,进行光刻机的研究,且不说所需要投入巨大的人力财力,关键是已经在技术上落后先进的技术,即使华为想去研究,也需要花费有更长的时间。
而对于我国来说,上海微电子目前生产的90nm光刻机,和已经在发售的ASML 7nm EUV光 科技 有着巨大的差距,更不用说,它们已经在研究5nm,3nm工艺……
之前有消息称,武汉光电国家研究中心的甘宗松团队,成功研发利用二束激光,生产9nm工艺制程的光刻机。当然,这件事到底成分多少,我们只能期待,其实未来中国光 科技 的发展一定要另辟蹊径。
我相信我们一定能够解决光刻机的束缚,虽然说华为不可能去生产光刻机,但是有很多默默无闻的企业正在不断前行。
该问只问华为的能力,而"有没有能力研究"就是在未来能不能研究出来,未来的能力是不是可期待的。
我的回答是:能。
理由,一方面是华为现在的 科技 队伍能力强、水平高以及基础和应用都研究,而且兼具专业性、集成性、跨域性,这是已知的,肯定比荷兰的那个ASML公司强得多、高得多、深得多,同样已知ASML公司的能力主要是集成全球最先进技术,德国光学、美国计量和光源、瑞典轴承,当然,现在比中国的光刻机研究公司强;另一方面,光刻机的原理以及基本机理也是已知的,连光刻机的基础、特有、配套、相关的技术及其难点都是什么以及研究现状、发展趋势各是怎样,也已知或可知。
而 科技 与 科技 ,天然具有底层相同性或相近性,让跨域研究成为了一种长期以来就存在的现实,让复合型 科技 人才队伍屡见不鲜。
可以肯定的是, 科技 队伍现实的能力和水平越高,跨域能力就越强、复合水平就越高。这已经被 历史 上的很多实例证实了,半路出家也走通了通向未来的路。
何况,华为向来是以舍得投入巨资广揽全球高层次研究人才著称的,对光刻机人才一定是一样对待,又可与国内的光刻机研究公司合作,而引入人才和合作自然可使 科技 队伍跨域、复合,而且是高起点的,研究一开始便可直奔高水平、速达高水平。
恰恰,国内正是只缺高端的光刻机,而对于华为很可能被制约而言,研究高端光刻机不仅仅是非常必要的,还是时不我待的,太慢了就太危险了。
事关自身,华为也必定快马加鞭。
更何况,华为不差钱,每年投入科研的钱比ASML公司多太多了,也一定比国内光刻机公司的投入多。
华为这个通讯王者会不会立足于已有的强能力,去研究产业链上的新备胎或新备份呢?
华为,之前在世界上干翻的昔日老大爱立信、思科以及老二苹果,倒是都属于通信领域的,华为是以后来者的身份中途上路,在国内,手机同样,在小米手机如日中天之际,才认认真真地做起来,后来者成为了手机的新王者,高端手机之王兼中低端手机之王。而称王,主要是依靠 科技 能力强。
华为现在不能,未来却未必。
不能什么困难都靠华为,华为现在已经在全球知名。但要清醒,中国还有第二个华为吗?在华为承受这种极端打击之下,步步危机,我们除了买点华为的货根本帮不上忙,目前替他造势吹牛只会增加敌对势力更严重的封锁和打击,没啥益处。所以希望他们顶住,也希望中国 科技 企业后起之秀加大自主研发迅速崛起。只是注意有本事前要低调闷头发展,像之前的华为一样,这样才能承受的住这种极端考验,不然轻轻松就让人卡脖子和被定点清除了。所以还要继续改革开放,继续包容,还得忍,还没到自豪的时候,但是我们自信这一天不会遥远,继续持续艰苦奋斗吧!中华民族的全面复兴已不遥远!
华为当然有能力研究光刻机
不知道为什么总是有人问这样的说起来很无知的问题!
1、华为目前没能力研发光刻机
目前光刻机最好的技术在ASML,可用于5、7nm的芯片制造,而中国量产的技术在90nm,相差至少是10年吧。
光刻机的核心技术究竟是什么?从元件来看,核心设备是镜头,而核心技术是分辨率和套刻精度。镜头这东西目前主要是采购,比如从日本索尼、CANNO来采购,但分辨率、套刻精度就要靠装配工艺了。ASML之前说公开图纸,别人也造不出来,就是指装配工艺可不是按图纸就能够造出来的,需要几十年积累,这一方面华为目前没有,中国厂商都没有,所以华为造不出来。
2、未来估计也不会去研发光刻机
前面已经讲过了,华为目前没有能力造光刻机,那么未来有没有能力,这个就不好说了,但我觉得未来华为估计也不会去研发光刻机。
虽然现在来看,似乎华为什么都做,从原本的通信设备厂商,到手机,电脑,芯片,操作系统、云等等。
但华为也是有自己的边界的,这些年的业务延伸,更多的还是基于自己的业务慢慢去扩散,以通信技术、AI等为基础。
很明显,光刻机是半导体制造领域,并不是华为需要去干的事情,所以未来大概率不会去做光刻机。
3、华为并不需要什么都去做,也没这个必要
最后再说说,很多人总是莫名其妙的,其实一旦企业强了,就什么都要干,什么都能干,这是不正确的,就算企业想要多元化,也是有自己的边际,有所为有所不为。
华为并不需要什么都做,坦白讲,华为也没有这个能力,也没这个必要,所以关于光刻机,就不要强行往华为身上套了。
中国首台7纳米光刻机
国产最先进光刻机
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。
国产最新光刻机多少纳米
;?????国产芯中国“芯”!如果没有华为在通信科技领域的异军突起直接威胁到西方发达国家的核心利益,美国也不会如此丧心病狂的用一个国家的力量对付一个企业,当然我们老百姓也不会去关注芯片这个原本属于科技领域的事情。如今在中国的大街小巷和餐馆排挡,要说什么话题最火,那莫过于“华为5G”和“芯片”这两个话题了。
??????人们除了惊讶于我国的科技水平居然已经达到了这种地步的时候,也在为我国什么时候才能突破高端芯片的技术封锁而着急。毕竟我们很多人都知道,我国在错过了第一次、第二次工业革命之后,就落后挨打了两百多年的时间,所以每人都都很清楚下一波工业革命的重要性。恰好华为5G的全球领先让我们看到了中国不仅能够赶上第四次工业革命,甚至很大程度上还有引领第四次工业革命的可能,每个人都兴奋不已。
??????但是目前,我们不得不认识到我国在半导体集成电路方面还和西方发达国家及企业有着不小的差距。在这个节骨眼上,偏偏美国又开始歇斯底里的打击中国科技企业,企图拖慢整个中国的半导体领域发展进程,因此我们很着急,我国何时才能突破芯片的技术封锁呢?
??????当然,着急是不解决任何问题的,如果着急有用的话,还要那些科研工作者和科学家干什么呢?我们一方面在着急的同时,也得清楚的认识到,即便在西方国家合力封锁我国芯片技术的背景下,我国自己的科技企业,还是取得了突破性的研究结果。
??????比如我国现有享誉世界的北斗全球定位导航卫星,其中所用的三号芯片现在已经成功的打破了22nm的上限,上海微电子也在当前大背景下加班加点的研制出了能够生产22nm的光刻机。这个消息让全国的科技圈都十分的振奋。
??????国产光刻机突破22纳米,差距还很大,为啥科研人员如此兴奋?
??????有不明所以的网友会比较好奇,现在全球最顶尖的芯片是5nm制程技术,甚至连3nm制程的也已经在研发设计中,为什么我们才刚刚到22nm就让国内科研人员异常兴奋呢?原因其实很简单,打个比方在你极度饥饿的时候,别说给你一桌山珍海味了,就是给你一个平淡无奇的白面馒头你都能吃的津津有味!
??????在上海微电子技术取得突破之前,我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻,在突破关键领域以后,更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁,成功研制22nm光刻机,中国芯正在逐渐崛起。
??????与此同时,西方发达国家的硅基芯片的制造已经接近了物理极限,“摩尔定律”正在逐渐的失效,我国的芯片技术又在不断的突围。此消彼长之下,我国芯片制造能力追平世界领先水平也只是时间问题而已,更何况我国也在同步研究更加具有竞争力的“碳基芯片”,如果一旦研制成功,我们甚至都不需要再依赖光刻机,那么西方国家的封锁手段也会随之土崩瓦解。
??????所以,我们不能只是干着急,对于我国的芯片领域发展,还是要充满信心的。
中国的光刻机达到了世界先进水平,但为何生产高端芯片依然困难重重?
;018年12月,中微半导体设备有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证,性能优良,将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米,相当于头发丝直径的二万分之一,将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产,预计2020年量产。
▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳,等离子蚀刻步骤会增加三倍
刻蚀机是芯片制造的关键设备之一,曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示,中微与科林研发、应用材料、东京威力科创、日立全球先端科技
4家美日企业,组成了国际第一梯队,为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机,预计能获得比7纳米更大的市场份额。
中科院SP超分辨光刻机
提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平,应该是指2018年11月29日通过验收的,由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。
该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体超分辨光刻装备。
▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机
该光刻机在365纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片。
▲中科院研发的光刻机镜头
目前这个装备已制备出一系列纳米功能器件,包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等,也就是说,目前主要是一些光学等领域的器件。验证了该装备纳米功能器件加工能力,已达到实用化水平。
▲中科院SP光刻机加工的样品
然而,此次验收合格的中科院光电技术研究所的这台表面等离子超衍射光刻机的加工精度与ASML的光刻机没法比。没法用于刻几十纳米级的芯片,至少以现在的技术不能。
据光电所专家称,该所研制成功的这种SP光刻机用于芯片制造上还需要攻克一系列的技术难题,目前距离还很遥远。也就是说中科院研制的这种光刻机不能用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景,很经济。
总之,中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事,说前者弯道超车,就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。
显然,中科院研制成功的这台“超分辨光刻装备”并不能说明我国在市场主流的的光刻机研制方面已经达到了世界先进水平,那么现阶段我国的光刻机的真实水平又是怎样的呢?且看以下对比。
7纳米芯片量产的意义
意味着中国芯片全面突破美国封锁。
7纳米芯片量产,意味着中国芯片全面突破美国封锁。这是中国半导体产业胜利反击的辉煌一刻,更是中国制造、中国科技打破质疑,登鼎世界之巅的历史性一刻。
7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机,还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”,以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力,5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。
无论是现在备受关注的7纳米还是未来的5纳米、3纳米制程,摩尔定律的逐渐失效导致技术持续提升的成本投资会大幅提高,愿意加一把劲儿的参与者,将有机会跻身国际第一梯队。
在这个机遇之窗下,中国芯片自主可控不再是遥不可及的梦想,中国半导体产业正在培养“国家队”,而培育出“国际队”的关键时间点,或许就从现在开始。
中国台湾芯片制造企业台积电在其官方博客上宣布,今年7月,台积电生产了第10亿颗功能完好、没有缺陷的7纳米芯片,实现新里程碑。
芯片从本质上说是一套集成电路,组成单位是晶体管,晶体管的尺寸越小,芯片上能容纳的晶体管数量就越多,制程也就越小。制程越小,在同样面积上集成的电路越复杂,电路的性能就越强,芯片的性能就越好。
这一特点在智能手机上体现得尤为明显。智能手机在追求轻薄的同时,能实现能效的最大化,并且在同等的单位尺寸中可以放入更多的晶体管,就能为手机芯片的运算力提供支持,直接体现到用户端就是更强大的性能。
当制程工艺发展到一定程度时,电路与电路之间的距离缩小到一定程度,就会出现量子隧穿效应,电子之间不可控的不规律运动会影响晶体管性能的发挥。这就意味着制造材料需要进行重新研发,需要充足的资金才能进行更新的工艺制程研发。
其次,实现短距离制程的一个重要工具就是光刻机。7纳米制程在制造层面的实现离不开高性能光刻机的运行,而这种精密仪器制造成本高和制造时间长。
目前世界顶级的光刻机是荷兰的ASML,它几乎垄断了高端领域的光刻机市场,市场份额高达80%以上。ASML新出的极紫外线光刻机可用于7纳米制程,价格高达1亿美元。除了ASML,其他光刻机供应商集中在美国和日本。
最后,规模也是影响7纳米制程芯片量产的重要因素。正如台积电在官方博客中多次强调大批量生产一样,芯片生产讲究的是规模效应,前期投入的资金需要通过大量的芯片来平摊巨额的研发成本。同时芯片生产也是一种商业行为,企业追求的是利润,如果没有利润,生意也无法长久。
不管多难,芯片制造工艺的提升都为终端和应用的使用感受带来质的飞跃。过去,只有少数几个应用程序要求尖端的芯片技术,而智能手机的普及提出了更多的需求,将领先的芯片带入了亿万消费者的口袋。
随着云计算和人工智能的兴起,应用程序比以往任何时候都更多,7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机,还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”,以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力,5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。
中国的光刻机是什么水平?与世界先进还有多大差距?如何追赶?
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。
为什么国家不能联合国内最先进的企业研发光刻机?
光刻机基本算是目前世界上科技含量最多的科技产品了,中国可以生产光刻机,但是想生产最先进的光刻机,就不是国内企业可以做到的了,最先进的光刻机凝聚了全球制造业大国的最尖端的科技,可以说是全球科技大国的共同产出品,简单依靠中国国内的科技水平远远无法达到。
芯片是半导体行业的核心,制造芯片复杂而且漫长,提炼高纯硅单晶片、制造前端芯片构建、后端封装测试等。需求经过上千道工序重复制作,涉及50多个行业制造,上千台设备配合完成。

中国无法制造光刻机的技术难度:
1、光刻机的技术难度在于“技术封锁”,一台顶级的光刻机关键设备来自于西方发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等,这些顶级零件对中国是禁运的。所以,ASML曾说“即便给你们全套图纸,你们也造不出来”。
2、光刻机是“人类智慧集大成”的产物,环顾全球,最先进的7nm EUV光刻机只有荷兰的ASML(阿斯麦)能够生产,超过90%的零件向外采购,整个设备的不同部位同时获得了全世界最先进的技术,因此可以在日新月异的芯片制造业取得竞争优势。
3、最顶尖的光刻机集合了很多国家的技术支持,德国为ASML提供了核心光学配件支持,美国为ASML提供光源支持及计量设备的支持,ASML要做的就是做到精确控制,7nm EUV光刻机包含了5万多个零件,德国的蔡司光学设备不精准,美国的Cymer光源不精,都可能造成很大的误差。
4、与德国、瑞典、美国等一些西方国家相比,我国的芯片制造以及超级精密的机械制造方面不具备什么优势,没有超级精密的仪器,自然就很难造出顶级的设备,无法造成顶级的芯片。最关键的是,这些超级精密的仪器根据《瓦森纳协定》对中国是禁运的。
国产光刻机的“差距”:
目前国内技术领先的光刻机研制厂家是上海微电子装备有限公司,可以稳定生产90nm制造工艺的光刻机,相比ASML的7nm制程差距还是比较大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。同样正是SMEE推出90nm制程的光刻机后,ASML对中芯国际的7nm光刻机订单放行。
中国无法购买光刻机的原因:
1、只有投资了ASML的,才能获得优先供货权,而英特尔、三星、台积电拥有ASML很大的股份。ASML的高端光刻机产量有限,2018年18台,2019年30台,其中台积电获得了18台,我国的中芯国际1台。
2、《瓦森纳协定》的限制,瓦森纳协定有33个成员国,中国不在其列,主要目的是阻止关键技术和远见流失到成员国之外,在半导体领域,受限于该协定,在芯片制造、封装、设计等方面,我国一直无法获得国外最新的科技。
用人话讲一下半导体材料产业格局
全球半导体行业经历了三次迁移
自发展以来,全球半导体产业格局在不断发生变化。当前,全球半导体产业正在经历第三次产能转移,行业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。

全球半导体行业正在快速增长
2021年,全球半导体市场快速增长,共销售了1.15万亿片芯片,市场规模达到5560亿美元,创历史新高,同比大幅增长26.2%。整个半导体市场并未受到2021年新冠疫情大流行的负面影响。强劲的消费需求推动所有主要产品类别实现两位数的增长率(光电除外)。

从半导体细分领域来看,集成电路一直是半导体行业的主要细分领域。2021年,集成电路市场规模达到4630.02亿美元,同比增长28.2%,占全球半导体市场规模的83.29%。其中,集成电路又可细分为逻辑电路、存储器、处理器和模拟电路,2021年这四个产品占比分别为27.85%、27.67%、14.43%、13.33%。2021年存储器、模拟电路和逻辑电路都实现较大的增长。

此外,2021年全球光电子器件、分立器件、传感器市场规模分别为434.04、303.37、191.49亿美元,占比分别为7.81%、5.46%、3.44%。

全球半导体行业企业开展多方面竞争
半导体行业高度全球化,大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争,从半导体设计到制造,再到ATP(组装、测试和封装)。
据美国研究机构Gartner发布的报告显示,2021年全球半导体行业排名前十的企业分别是三星(Samsung)、英特尔(Intel)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、联发科技(MediaTek)、德州仪器(TI)、英伟达(NVIDIA)、超威半导体(AMD)。其中,三星(Samsung)超过英特尔(Intel),成为顶级芯片销售商。2021年三星的半导体收入激增31.6%,达到759.5亿美元。英特尔的收入下降到第二位,只增长了0.5%,达到731亿美元,销售额在前25家公司中增长最慢。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国半导体行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》







