近日,来自日本半导体代工企业Rapidus的消息显示,他们终于购入了日本的“第一台”ASML EUV光刻机。
虽然这台光刻机是较早期的0.33 NA型号,但其到来还是让产业链上的众人十分兴奋欢喜。
Rapidus也表示,他们将会在2024年12月份把这台属于自己的光刻机送到日本,到了2025年就会开始对外运行。
日本已经有许多三大晶圆厂准备加入这个行列,这一消息也让许多人开始好奇,日本究竟发生了什么。
光刻机的重要性。光刻机是用来形成半导体芯片上的电路图案并转移到硅片表面上的设备,它是在光刻技术上发展起来的最新产品。
光刻技术是一种利用光学原理,将要转移的图案从掩模板上通过曝光、显影、蚀刻等工序,实现图案到衬底上的转移。
它是制造高集成度和高性能半导体元件的关键技术之一,光刻机作为该技术的重要组成部分,其发展历程也揭示了半导体制造技术的演变。
首先,在20世纪60年代,半导体器件的集成度相对较低,因此所需的图形结构也比较简单,这使得当时的光刻技术主要依赖于较为原始的方法,如手工绘制掩模或采用激光束进行曝光。
然而,随着集成度不断提高,对图形结构的精度和复杂程度也提出了更高要求,因此,这种传统的光刻技术已无法满足需求。
此时,出现了化学蚀刻法,这是一种根据化学反应原理,通过在衬底上形成保护膜,然后选择性地去除膜上某些部分,从而实现图案转移的方法。
这种方法相比于传统手工绘制掩模的方法,具有更高的精度和更低的成本。
随后,1957年,聚焦式光刻技术问世,它能够通过改变透镜的位置和形状,将光束聚焦到更小的区域,从而实现更高的分辨率。
聚焦式技术的出现,标志着光刻技术进入了一个新的阶段。
在20世纪70年代,干版式光刻机正式投入使用,这种设备通过使用干法湿法相结合的工艺,实现了更高的分辨率和更小的特征尺寸,为当时先进半导体制造提供了强大的支持。
然而,这种技术也存在着许多缺陷,如成本高、效率低等问题,限制了其进一步发展和应用。
为了克服这些不足,化学蚀刻法再次发挥了重要作用,通过不断改进和完善,使得这一光刻技术逐渐成为主流。
如今,随着纳米级半导体技术不断成熟和发展,化学蚀刻法已成为制造复杂微型器件不可或缺的重要工具。
然而,要想真正实现纳米级准确度和精度,仅仅依靠现有的化学蚀刻法已经远远不够。
这时,电子束光刻机作为一种新型的光刻设备应运而生,其具有比原来的光刻设备更高的分辨率和精度,并且能够广泛应用于各种复杂微型器件的制造中。
但随着光刻设备性能不断提升,对制造设备中光刻胶性能提出了更高要求,并且传统工艺无法满足新需求,这就需要研发团队不断探索新的制作工艺,以提升光刻胶性能。
今天,光刻机技术已经发展到了最核心的位置,在整个半导体生产过程中占据着至关重要的地位,是推动芯片设计和生产不断进步的关键力量。
如今,美国ASML公司独占不了EURO光刻机市场已经表明该公司的研发实力已经难以满足未来市场需求。
与此同时,日本研发团队也纷纷加入到EURO光刻机研发中,涌现出一批新的竞争者,并为客户提供更多选择。
首台ASML EUV到日本。这台ASML光刻机属于早期型号,可以上下限定为0.35纳米,其型号等同于目前已有设备在制造工艺能力上相对较低,这是Rapidus公司所传达的信息。
该消息的泄露引发了关于Rapidus未来在半导体代工领域可能面临的一些挑战和竞争力的问题。
Rapidus表示,他们已经为在东京湾沿岸城市建造一座新的厂房做出了全部前期准备工作,但由于缺乏足够数量的ASML EUV系统以及后期工程进展缓慢,他们最终决定选择了一处现有建筑进行设备安装,而非新建厂房。
尽管这块现有厂房比他们的新厂房小得多,但这并不是他们最终的发展目标。
Rapidus预计,在未来几个月内,将会有更多ASML EUV曝光系统运抵日本。
这将使日本再次回归先进半导体大会,并成为先进代工厂的重要组成部分,有可能显著提升未来几年间日本在半导体生产领域所占份额,并对全球芯片制造格局造成重大影响。
EUV光刻技术被认为是当前最先进的半导体制造工艺之一,对于实现更高集成度、更小尺寸和更强性能的芯片至关重要。
ASML作为全球领先的半导体设备制造商,其EUV曝光系统在全球范围内都受到热切期待和重视。
然而,由于其制造过程复杂且需要大量时间,因此数量有限,一直以来都非常紧缺。
随着更多ASML EUV曝光系统陆续运抵日本,预计将会有更多企业加入到EUV光刻技术的应用中,从而促进日本半导体行业的发展和竞争力提升,使其在全球市场中取得优势地位。
还有其他两家来自日本和美国共同投资建设的晶圆厂计划引进ASML EUV光刻机。
这两家晶圆厂分别是隶属于美光公司的美光子公司,也就是日本生产美光存储芯片地域,以及台积电子公司JASM旗下拥有的一条生产线,其中一条为台湾地区生产JASM产品。
到2021年7月份的时候,这两家子公司都已经向ASML下达了订单计划,预定了一台EUV光刻机。
然而,今时不同往日,由于订单需求增加导致ASML交付延迟,如今原本要到2023年前交付的这两台ASML EUV现在变成了2024年交付。
这也导致这两家子公司不得不暂缓生产线建设进程,以等待这两台ASML EUV到货安装后开始投入运行。
一旦两台AUML EUV入搬入完毕,这两家子公司就能够开始生产40nm及更先进节点工艺的芯片,同时他们也能够享受到EUV带来的诸多好处及好处,比如在整个制造流程中,掩膜数量大幅减少,从而节省制造成本,而且由于EUV器件具备更高的分辨率,所以产品良率能够得到明显提高,而这些都会给他们的产品带来巨大的竞争优势。
2025年将不仅是Rapidline R线开始运行的一年,也将同时迎来美光和JASM各自对应生产线运行的一年。
因此,到2025年,日本势必会迎来今年最大的制程节点,无疑将推动其作为存储生产中心所在地以及代工暗马正在浮现公司的地位更加稳固下来。
关于EUV功耗的问题?关于EUV机器功耗的问题,小编通过一些国外研究发现,0.33NA机型58颗激光头的整体功耗大致为1170kW。
如果现在出现0.55NA的话,那么功耗可能会破千上一大上升趋势,整体功耗甚至达到1850kW。
如果要用EUV来制作2nm芯片,那么晶圆厂大概需要引入 5台系统左右,那么总功耗将达到9250kW,相当于10MW,可见功耗问题确实是非常严重的问题之一,所以我们要想尽办法找到降低功耗的问题来降低设备温室气体排放的问题。
据预测,到2030年,由EUV版晶圆厂数量将从31家增长一倍以上,从31家增加至59家左右,同时还预期将再新增62台EUV设备将再投入使用,这样整体数量增幅超过100%。
总计未来的2030年里,将会有124台EUV设备投入使用。
此外我们还要考虑人类要生存下去,我们不能破坏环境,我们可以考虑用清洁能源来补充EURO版晶圆厂大量产生的问题。
根据预测,到2040年,一些晶圆厂预计将引入两台全新的基于非线性照明系统(NLI)的60kW激光系统,以减少碳排放。
这些系统现在还是虚拟形式,因为NLI技术仍处于研发阶段,并未 yet commercially viable (尚未实现商业化),但是一旦实现商业化,它们可能会显著降低chip manufacturing costs(芯片制造成本)。
为了实现这一目标,NLI systems manufacturers(NLI系统制造商)将需要克服许多挑战,包括提高系统 efficiency (效率)和稳定性,并降低 production costs (生产成本)。
一旦NLI systems successfully commercialize (成功商业化)
它们不仅将改善局势,同时
莫名其妙,想表达什么[得瑟]