光刻机是全球化的产物,ASML集中全球顶级的科技力量,造出高端EUV光刻机,为芯片制造行业铺平道路。不过再高端的光刻机也是商品,ASML却因为受美国规则的影响,不能将EUV光刻机自由出货。
不仅如此,ASML在2021年表示,中国3年内会造出顶级光刻机。两年时间过去了,国产光刻机有何表现呢?
在全球半导体市场中,光刻机是重要的组成部分,如果没有光刻机,便无法造出芯片。根据光源的不同,光刻机分为五种类型,分别是g-lien、i-lien、KrF、ArF、EUV。
制程最高的是EUV光刻机,波长为13.5nm,是生产7nm及以下高端芯片的必要设备。纵观全球,只有荷兰ASML一家公司能生产EUV光刻机,而且每年的产能大约为四五十台。价格昂贵不说,还供不应求。
原本中企也订购了一台EUV光刻机,却受到了美国的阻挠无法安排交付。这并非ASML的本意,否则没有人会和钱过不去。
ASML一直存在一个担忧,那就是无法出货光刻机会导致中国加速自主研发。
就像ASML在2021年表示,不卖光刻机给中国,三年后中国就能造出顶级光刻机。而北大国发院名誉院长林毅夫给出肯定答案,在2021年中国企业未来发展论坛上表示:“短则一两年,长则三五年,有希望突破。”现在两年过去了,国产光刻机表现如何呢?
这就需要观察国产光刻机产业链的进展了。从大的层面来看,上海微电子作为国内唯一的光刻机整机厂商,其量产能力达到了90nm水平,代表性产品为SSA600/200。这属于第四代ArF光源,波长为193nm的步进投影式光刻机。
而浸没步进式光刻机则是上海微电子目前努力的方向,如果成功设计并集成制造的话,那么距离第五代EUV极紫外光源就更进一步了。
不过对于顶级光刻机的定义,还是还得看实际类别。因为光刻机分为前道和后道,前道光刻机主要用于IC制造,负责芯片光刻步骤。运用前道光刻机可以把复杂的芯片图案曝光在晶圆表面。
至于后道光刻机,则负责芯片封装测试环节,保障芯片的良率。
上海微电子最大的产业优势在于后道封测光刻机,国内市场份额高达80%,全球市场份额占比也有40%。就算和ASML竞争封测光刻机,也有一较高下的能力,甚至不落下风。
虽然有一定的成绩,但实事求是,要想达到ASML前道EUV光刻机的水准,依旧任重道远。
另外从光刻机细分技术层面来看,国内研究人员一直在努力着。
比如哈尔滨工业大学发布了一项“高速超精密激光干涉仪”技术,该技术可以让光刻机在运行过程中,提高对晶圆,物镜系统和工作台位置的超精准定位,进一步优化了设备的调试,测量问题。
不过需要注意的是,一项技术的研发突破自然是好事,但有些人偏离了事实,盲目自嗨,导致业内传言这项技术突破解决了7nm光刻机的问题。突破本身是值得高兴的,但也得知道实际的情况。
光刻机组成部分非常复杂,每一项零部件的背后都有可能产生成百上千项专利。一台完整的光刻机,是由上万个零部件组成。而这些零部件的供应商更是花费了十几,二十年的时间精力来打磨。
多的不说,最主要的工作台系统、物镜系统、光学系统、搬运系统、对准标记系统等就足以成为某些人一生的研究目标。所以光刻机是全球化的劳动成果,是人类几十年来的智慧结晶。
想要做到完全国产化是需要持续努力的,而目前取得的技术积累就是在为将来做准备。
ASML担心中国3年造出顶级光刻机,实际来看,确实有一些进展。上海微电子交出了多台先进封测光刻机设备,哈工大研究出“高速超精密激光干涉仪”技术。
面对变幻莫测的半导体行业,唯有坚持目标和方向,才能拨开迷雾。期待国产光刻机能持续进步,取得更多的科研成果。我们不知道国产光刻机能达到怎样的高度,但是这条路会一直走下去。
芯片迟早会变白菜价[点赞]
中国一万年也造不出光刻机。