清华立大功,中国独创EUV光刻机不受美国限制?真相要令人失望了

红色锐器世界谈 2023-10-05 02:43:01

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9月15日,清华大学对外宣布在EUV光刻机领域获得了巨大成果,称我国新一代加速器光源正式亮相,要在国内建立一家光刻机厂,取代进口的 EUV光刻机,许多人看后称,我国终于要绕开美国封锁了吗?事实真的如此吗?

实际上这个新闻纯属是一个乌龙,2023年9月21日,根据财新网报道,这个备受网友热议的“国产光刻机工厂”的事情是假的,由我国独立开发投资的集团下属中国电子工程设计院有限公司发布了一则声明。

声明称,短视频平台上热议的EUV项目其实是他们在北京怀柔建设的北京高能同步辐射光源项目,这个项目是我国“十三五”计划里极其重大的科技基础设施,也是我国第一台高能量同步辐射光源,自2019年就开始建设,或将在2025年投入使用。

换句话说,这个项目跟清华大学并没有太大的关系,纯粹是国家研发的一个项目而已。

其实这个问题一开始就能够想明白,知识确实是生产力,但是现实是残忍的,科研和生产其实是两码事,会做实验的人不一定能生产相关机器,能生产机器的人也不一定掌握了完整的理论知识。

清华大学是著名的学府不假,但是一个项目离了国家的支持,就只有普通教授以及学生参与,想要将理论变为现实其实很困难,更别说是将EUV光刻机国产化规模化了。

那么,这个所谓的EUV光刻机到底是什么呢?能够值得这么多人去关注?

EUV光刻机是一种非常关键的电子产品,属于一种高精度、高分辨率的光刻设备,想要成功制造出性能优秀的EUV光刻机,最关键的技术就是内部的芯片。

我国一直受限于芯片技术,没有办法独立建造EUV光刻机,在五纳米以下的制程芯片方面,极其依赖于荷兰的ASML的EUV光刻机,但是荷兰对我国的供应也长期遭受美国的限制。

而光刻机是制作晶片的关键技术,我们需要利用光刻机将晶片上的图形复制到晶片上,形成晶片上的微型线路,而光刻机的工作效率和精度往往是决定加工品质与效能的关键因素。

现在和以前不同,现在生产镜片需要精度极高的感应器,最新式的感应器可以在硅晶片上投射出纳米大小的图形,尤其是7 nm、5 nm以及更低 nm的工艺,都离不开 EUV光刻机设备。

可以和 EUV相比的光源有很多,但是只有 EUV光刻机可以做到这一点,而其他的,比如X光、X射线等光源并没有人用在芯片上,其效果有没有EUV光刻机好也不得而知。

2017年时,清华大学曾进行了一项关于一种新型粒子加速器光源的研究,将其称为“稳态微聚束”,即“SSMB”,它能够被用来制造 EUV光刻机。

这种技术可以创造出一种高功率、高重复频率、窄带宽且波长可以调节的辐射光源,能够大幅度增强我国光刻机的性能。

最早提出“SSMB”这个概念的是斯坦福大学的教授及其学生丹尼尔·拉特尔提出,当时还是2010年,后来2017年时清华大学的教授唐传祥和赵武才利用这个概念发起实验,成立了相关研究团队。

说得简单一些,这个技术也就是通过高能加速器对电子进行加速,再让它穿过不断变化的磁场,左右震荡产生高频率短波长的电磁波,如果加速达到光速,那么可能还会产生X光。

听起来很高级,似乎清华大学是真的研究出了光刻机,能够实现规模化生产了,这也是为什么这段时间清华大学独创EUV光刻机的消息被那么多人相信和转载的原因。

但是很可惜,如果仔细分析会发现,清华大学的这个项目目前还停留在纸上谈兵阶段,并没有实际的成就,而且这项“SSMB”技术其实属于加速器领域,就算将其运用在芯片领域,也只能算作一个光源技术,而不是EUV光刻机方案。

更何况,清华大学需要研究的项目很多,他们的研究重点在其他项目上,而非EUV光刻机。

传播这个谣言的人,多半也是想利用国内人民对于EUV光刻机的注意力博取流量和关注,也或者是因为一些内部竞争,想要给清华大学的声誉造成损害,毕竟一般储存有大量高科技人才的院校都很容易被有心之人诬蔑嫉妒。

那么我国的EUV光刻机发展究竟是个什么状况呢?

我国现阶段能够研发光刻机,但性能却很差,因此,可以说我国并没有独立研发优越光刻机的能力。

为了解决我国无法独立生产EUV光刻机的问题,我国于2022年在上海成立了一个综合性产业基地,目的就是推动国内芯片产业的发展,提高我国独立生产芯片的技术,同时,我国还对外宣布,将会全面投入力量攻克光刻机等核心技术。

前面提到,EUV光刻机最关键的技术就是芯片。

EUV光刻机是半导体制造的核心设备,就像是核动力航母的核心是核反应堆,工业发展的核心的蒸汽机技术一样,只是现在全球的半导体行业都陷入了争夺EUV光刻机的抢夺战。

一个原因,僧多粥少,目前世界上唯一一个能够独立生产EUV光刻机的公司只有荷兰的ASML,而他们的ASML能够受到广大国家的喜爱并不是没有原因的,技术是最大竞争力,荷兰拥有制造五纳米以下制程芯片的技术,这个技术是其他国家没有的。

但是EUV光刻机的制造很复杂,所以产能很有限,因此才会产生供不应求的结果。

而我国在半导体技术方面虽然小有进展,比如华为的麒麟芯片,但是我国在高端光刻机方面依旧存在问题,目前我国独立研发出来的光刻机玉荷兰ASML的EUV光刻机还是有着巨大的差距。

回过头来,清华大学的项目目前虽然还没有实现,不过我们可以试想一下,假如真的实现了,对于我国来说有什么影响?

如果清华大学的研究团队真的将这个项目落实,研发出了一款具有革命性成像的芯片,就能够为我国半导体制造业添砖加瓦,减轻我国对于进口EUV光刻机的依赖,提高我国在半导体领域自主制造的核心竞争力。

按照清华大学的设想,他们应该是想将加速器和同步辐射光源结合,这属于前无古人,后无来者的新式理论。

这个新理论的突破对于我国来说具有巨大的战略意义,能够帮助我国研究人员实现理论突破。

那么,我国要如何才能研发性能优越的EUV光刻机呢?

光刻机产业属于高科技产业,最重要的就是技术,因此,必须要时刻保持这方面的技术革新,才能尽快提升我国光刻机的品质和性能,为用户提供更加优秀的产品。

所以,我国必须加强对软硬件的研究力度,还需要寻找合适的合作伙伴。

分析荷兰的 ASML公司可以知道,荷兰这家公司之所以能够取得这么大的成功,其实最重要的原因是他们积极和别的公司进行合作,比如台积电、三星等公司,ASML和他们都有着密切的关系。

只要ASML公司研究出了最新的光刻技术,就能够在这些公司的生产线上进行测试,实现互帮互助,合作共赢。

我国的相关研究部门可以寻找合适的合作者,和他们进行战略上的合作,拓展市场,通过资源整合以及信息共享加快研发进程。

除此之外,还有一个研发思路。

当年ASML之所以可以超越尼康成为全球光刻机领域的佼佼者和领头羊,与他们的第四代光刻机研发密切相关。

在第四代改进型光刻机的研发上,荷兰的ASML并没有和尼康一样,选用157纳米方案和电子束投射方案,而是选择在原来第四代光刻机的晶圆光刻胶上添加一纳米厚的水,水可以把193纳米的光波折射成为134纳米。

于是,大家所熟知的第四代改进型浸没式光刻机得以问世,这从侧面说明了研发光刻机并不是只有一条路可以走。

光刻机其实还有第四种光源,即DPP和同步辐射。

DPP主要是利用超高压电对电极两端之间的锡线放电,进而得到EUV光源,而这个同步辐射就能利用正电子在磁场中产生高性能的新型强光源,最后通过调节形成EUV光源。

目前,我国电子工程设计院有限公司研究光刻机使用的是荷兰ASML的技术路线还是DPP,并没有人知道,不过该公司既然表示会在2025年投入使用,届时就可以知道他们采用的是哪一条研究路线了。

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