光刻机又被称为光刻设备,其是制造芯片过程中不可或缺的一种设备。
光刻技术相较于其他芯片制造技术,有着其独特的优势,能够制造出复杂度非常高的先进芯片。
近代光刻机的研发已成为各国寻求自主研发半导体的关键,对于打破ASML等国外企业对芯片的技术垄断有着不可忽视的作用。
然而,全球目前只有Dutch ASML公司才有着成熟的极紫外光刻机技术,这就让ASML有了永远都不会被替代的资本。
近日来,俄罗斯科研单位成功自主研发出EUV光刻机,这项技术有望打破ASML在该领域的技术垄断,他们还在进一步研究和改进此项技术,令人期待。
EUV光刻机是什么?光刻机分为四个等级,分别是I级、R级、F级、E级。
其中E级光刻机又被称为超卓越光刻机,是目前划分等级中的最高级别。
E级光刻机主要用于生产5nm以下微纳米级芯片,是制造最先进芯片的关键设备。
ASML拥有着国际领先的先进半导体设备制造技术,其研制出的E级光刻机在分辨率、精细度等方面均超过前级别J级光刻机。
例如,ASML旗下的EUV光刻机所采用的是13.5nm的波长。
其需要使用特殊材料制造高反射率多层膜的镜子来代替传统光学元件,从而将入射光束反射到物镜内进行聚焦,经过多次反射后,形成更短波长的紫外光束。
这些紫外光束最终聚焦至晶片表面,实现曝光过程,使得芯片设计中的电路图案转移到晶片上。
ASML的EUV光刻机在进行单次曝光时,只需使用一块特制的掩膜,而其他多个J级光刻机则需多次曝光,并使用多块掩膜进行拼版。
这大幅降低了光学元件成本,提高了效率,并且让晶片上每个芯片之间的间距更小,有效提高了集成度。
因此,EUV光刻机在芯片制造中具有重要的意义,为现代半导体技术的发展提供了有力支持。
近年来,随着全球半导体行业的发展和竞争日益激烈,各国都纷纷加大对EUV光刻机研发的投入,以争取在这一关键技术领域占据领先地位。
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然而,ASML作为唯一一家拥有成熟EUV光刻机制造技术的公司,使得其他国家和地区在追赶上面临着巨大的挑战。
俄罗斯自研EUV光刻机。然而,近日来俄罗斯消息指出他们成功自主研发出世界首台并且性能最强大的EUV光刻机。
该消息引起了国际社会的广泛关注,因为这一技术打破了ASML在该领域一直把持着的技术壁垒,也预示着全球半导体产业将面临变革。
俄罗斯此次自研出的EUV光刻机,可以生成出5nm以下微纳米级别的芯片,并且其采用的是11.2nm的波长。
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11.2nm波长是现在已知最短的波长,这项技术标志着俄罗斯在超级先进芯片制造领域取得重大突破。
波长越短,其能够形成更高的分辨率,同时还可以降低对多层膜技术的需求,大幅降低反光镜成本。
这对芯片制造业来说无疑是一大利好消息,意味着可以消减大量成本并提升生产效率。
然而,ASML一直以来都是全球EUV光刻机市场上的领头羊,其在这一领域已经占据了主导地位。
但如今俄罗斯研发出了自己的EUV光刻机,这意味着全球市场可能会出现变数,这不禁让人想问“俄罗斯凭借什么才能成功打破ASML在EUV光刻机领域拥有的优势?”
要想找出答案,就需要对历史进行追根溯源。
我国认为,俄罗斯曾经也为当今世界EUV光刻机的发展做出了许多贡献,所以这也正是他们拥有相关技术积累并成功研发出EUV光刻机的重要原因。
众所周知,光刻机可以分为多个不同等级,其中最高等级就是当下最先进的E级,从而向低等级进行逐步递降。
1980年左右,当时苏联方面已经开始进行相应研究,当时苏联的一家很有名气的电子研究院就专门研发出一款C级光刻机,并且还将其应用到实际生产中,在纳米级设备方面取得极大成功。
然而,在当时苏联还有另一家物理研究院,也正在进行A、B级甚至是C级更高等级的超旁紫外系统进行研究。
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尽管当时因为各种各样原因导致研究项目最终被关闭,但是如今随着当前国际局势的发展,美国对俄罗斯进行各种限制,我国再一次想起来当年国内研究团队说过的一句话:“美国阻碍我们发展就像一块巨石砸进湖中,最终只能产生涟漪。”
因此,在没有任何进口零件以及材料限制和境外进口情况下,俄罗斯科研团队很容易掌握相关技术并生产出超旁紫外系统。
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有数据统计显示,2017年全球仅有60台极紫外光刻机投入到使用中,美国“希望”公司和荷兰ASML公司共同占据市场领先地位,并且同时还共同生产极紫外光刻机。
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而日本尼康公司也有一些产量,但较少,其余国家等更是没有极紫外产量,比如说我国和中国台湾省地区,据此可见荷兰ASML公司可以说已经成为极紫外系统生产领域里的绝对主导者。
但随着各国半导体战略政策不断调整以及美国对中国等国家实施出口管制,自此之后全球半导体产业格局就面临着重新洗牌局面。
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各国半导体等产业都在谋求摆脱对ASML等公司生产极紫外系统依赖,不断探索新的极紫外解决方案,这里面既有日本、我国等发达国家,也有我国台湾省以及朝鲜等新兴市场国家。
如今,俄罗斯也想摆脱对ASML极紫紫外系统依赖,其计划在2025年之前克服所有问题,制作出第一个样品,但此时尚不清楚如何处理与西方之间相应合作开发事宜。
因为自从乌克兰冲突爆发以来,美国以及其他一些西方国家相继对俄罗斯采取制裁措施,两国之间也再没有合作关系,甚至西方国家可能会对此事采取负面态度。
目前看这一事情显得比较复杂,有可能给新产品上市拖延带来一些经济和时间成本问题,但如果考虑到其他一些因素,比如说从经济角度上看,不同于进口系统,一定程度上可以降低成本。
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如果不考虑相关因素,那么无疑可能会得到更好的结果,但如果从另一个角度来看,不同于进口系统那就是国产化系统,这样不仅能够满足国内芯片需求,同时还能够掌握在自己手中,这无疑会给整个国产化系统带来重大振兴。
可能是威胁也是可能是契机?可以说俄罗斯获得极紫外系统制造权很久都不会完成,这距离当前先进水平还有很大差距,但其按照这种完成速度,也足以威胁到欧洲以及其他地区相关利益。
同时还可能刺激他国更多积极进行自我研发,从而有益于使全球找到更多替代方案,让局势发展更加灵活有效,同时使之摆脱欧洲等对其施加影响和干扰,更不用担心受到他国影响。
可是好戏才刚刚开始,这种变化不仅会影响欧洲,还会影响以荷兰为中心控制区,甚至会引发更大变化。
这绝不仅仅旨在帮助中国摆脱ASML而是要帮助中国走出一条新路。
若俄罗斯与中国等国携手合作,将很可能给ASML带来无限困扰。
尤其是在2022年5月份,美国和荷兰等国家达成协议,都在限制中国使用极紫外系统以及其他一些先进半导体技术生产最先进芯片,这使得中国只能继续将目光锁定在ASML等公司提供较早之前版本深紫外系统身上。
此时,如果俄罗斯向中国提供支持,将会使一切变得不一样。
不过,不同于美国和荷兰方面提出的大多数类型加工厂可以联合生产那些旧版深紫外,以便向中国交付某些产品,那么只有极少数的工厂能够制作新的深紫外。
事实上,我国台湾地区已经拥有最新版本深紫外系统,而且还是由ASML所提供,可以说台湾地区制造最新版本深紫外肯定还是更加优先采用,因此这可能会导致更多紧张局势升级。
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