中國要造出5nm的光刻機需要多長時間呢?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-05-28分類:無機化工瀏覽:277
光刻機,就是用光線在硅晶圓上刻畫出電路圖來。所以最核心的分為兩方面:一是技術(shù),二是工藝。落實到具體的對象上,就是鏡頭和激光光源,以此來分析中國在這兩項技術(shù)上的所需的進程,就能大致了解中國造出5nm的光刻機需要多長時間了。
為何非要5nm這個參數(shù)級的光刻機中國的中芯國際最近向荷蘭的ASML成功訂購了一臺光刻機,但生產(chǎn)最高極限是7nm的芯片,要想突破7nm的這個技術(shù)瓶頸,就必須使用EUV(極紫外光源)技術(shù),這所購的這臺光刻機不含EUV光源的技術(shù)。
不是可以買嗎?但買到。因為:
EUV(極紫外光源)研究是多個國家參與的(包括美國)。根據(jù)《瓦森納協(xié)定》美國就可以決定不賣給你。上面說的中芯國際訂購的7nm芯片的光刻機,如果美國要使壞,要想成功訂購也是不容易的。
20年前明確的目標,是5nm的EUV光刻機研發(fā)的最佳時間早在1999年,EUV光刻機的地位就已經(jīng)很明確了,誰有了EUV光刻機的技術(shù),誰就有了芯片領(lǐng)域的未來。1997年的時候,美國的多家企業(yè)就發(fā)現(xiàn)了EUV技術(shù)商業(yè)價值,就聯(lián)合進行了開發(fā),也已明確了目標,這是全世界都不是什么秘密,中國沒有進行相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)調(diào)整和重視。
研發(fā)5nm的EUV光刻機所需的資源5nm的光刻機,必然要用到EUV技術(shù),美國研發(fā)的最早,我們看一下世界范圍內(nèi)關(guān)于EUV技術(shù)研究和投入的情況:
1、美國
美國對EUV技術(shù)的研發(fā)時間最長,總共投入了50多個高校和科技企業(yè)進入到這個領(lǐng)域,最終在EUV光刻機領(lǐng)域,美國的占領(lǐng)先地位,收益也是最大的。
2、歐洲
對于EUV光刻機看的最重,聯(lián)合了35個國家,共110多個高校和企業(yè)加入到研究的行列中。
3、日本和韓國
投入相對較小,但也有一定的成果
就是說,EUV(紫外光源)的研究是多個國家參與的,包括了美國、歐洲多國還有日本、韓國,美國出力最多,所以不買給中國。
結(jié)論:幾十個國家,上百所研究單位,花費了20多年的時間,才研發(fā)出今天的EUV光刻機,實現(xiàn)了5nm級別制程的芯片。
到底研究了啥要生產(chǎn)EUV光刻機,最關(guān)鍵和核心的研究課題有兩個:鏡頭和激光光源。
1、鏡頭
現(xiàn)在世界上高端光刻機使用的是德國的卡爾蔡司光學(xué)鏡頭,世界上沒有哪家公司能夠復(fù)制卡爾蔡司的技術(shù)。
從長遠觀點看,中國也應(yīng)發(fā)展自己的高端鏡頭產(chǎn)業(yè),但中國與德國的關(guān)系還算可以, 不妨先拿來用,一邊用一邊研究,這樣可以減少研發(fā)時間。
2、激光光源
這個核心技術(shù)是必須研究的,因為美國把持著《瓦森納協(xié)定》,中國處在被禁運國家之列。就是說只要美國干預(yù),中國將無法獲得EUV光刻機。
因為這個EUV技術(shù),美國和歐洲幾十個國家(包括日本和韓國)研究了20多年,中國需要用多久呢?心里應(yīng)該有一個底了吧。
綜上所述,中國要研發(fā)EUV技術(shù)需要投入相當(dāng)大的資源,當(dāng)然中國是一個工業(yè)部門齊全的大國,集中力量辦大事是中國制度的優(yōu)點,但是,研發(fā)需要遵重科學(xué)規(guī)律,要有一個過程,像歐美日韓都需要近20年時間,那們打個折扣,總需要10年吧。歡迎討論,謝謝點評!
最近關(guān)于芯片的話題十分火爆,并且引起了網(wǎng)友們關(guān)注,從而也有很多人將關(guān)注點延伸到有芯片的設(shè)備上,提到制造芯片的設(shè)備,那首先想到的就一定是光刻機,所以大家針對光刻機的關(guān)注度不小于芯片。
從源頭延伸,談光刻機那就一定要了解ASML(阿斯麥),以目前的情況來講這家企業(yè),稱得上是全球光刻機生產(chǎn)企業(yè)的獨角獸,最高端及最先進的光刻機,都是由這家公司生產(chǎn)的,像臺積電、三星、英特爾甚至華為這樣國內(nèi)頂尖的科技企業(yè),都對其有所依賴。
但是在大家將目光的關(guān)注點都放在光刻機上的時候,一定要了解在芯片制造過程當(dāng)中中,其實還有一件設(shè)備起到關(guān)鍵性作用,這種設(shè)備和光刻機類似,那就是刻蝕機,可能很多人對光刻機的了解,要遠遠高于刻蝕機,但這并不足為奇。
不過這里要著重的說一點,雖然很多人在光刻機的研發(fā)進度上有唱衰的想法,但在刻蝕機的技術(shù)領(lǐng)域中,我們國家還是十分先進的,并且在2018年中微半導(dǎo)體,就已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)5nm的刻蝕機,目前已交給臺積電驗證了。
如今,中微與泛林、應(yīng)用材料、東京電子、日立4家美日企業(yè)一起,組成了國際第一梯隊,為7納米芯片生產(chǎn)線供應(yīng)刻蝕機。而明年,臺積電將率先進入5納米制程,已通過驗證的國產(chǎn)5納米刻蝕機,預(yù)計會獲得比7納米生產(chǎn)線更大的市場份額。
事實上目前中國能生產(chǎn)的光刻機的技術(shù)是90nm,還在攻關(guān)65nm,45nm等技術(shù),離ASML的7nm量產(chǎn)技術(shù),差得還太遠,別說幾十年,十年八年的差距還是有的。
ASML光刻機其實這兩種設(shè)備的功能是完全不一樣的,光刻機的意思是用光來刻錄,即用光線在硅晶圓上刻畫出電路圖來。而刻蝕機則相反,用光來把不需要的部分去掉,只保留劃了電路圖的部分。
為何國內(nèi)能生產(chǎn)5nm的刻蝕機,卻只能生產(chǎn)90nm的光刻機最主要的原因是光刻機技術(shù)更復(fù)雜,設(shè)備也更復(fù)雜,很多的零部件是美日韓壟斷的,比如光源,國產(chǎn)的就完全技術(shù)不過關(guān),跟不上。甚至不僅是中國跟不上,之前和ASML一樣輝煌的尼康、cannon都落后了,跟不上ASML的節(jié)奏了。
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