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為何目前世界上只有荷蘭能制造頂級光刻機?

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2020-09-18
核心提示:隨著美國斷芯令正式實施,華為重要的合作伙伴臺積電、高盛、三星等公司都已停止向華為提供芯片。如果給華為一臺EUV光刻機,一切芯片問題都將不攻自破。
       集成電路配置的晶體管,皆是在晶圓上通過光刻工藝蝕刻出來的,遂光刻工藝就確定了半導(dǎo)體線路的線寬,同時也確定了芯片的性能和功耗。由此決定光刻工藝的光刻機就成了制造芯片最關(guān)鍵設(shè)備。

目前我國能開發(fā)光刻機龍頭企業(yè),當屬上海微電子設(shè)備公司,可其目前只能生產(chǎn)28nm光刻機,雖能滿足國內(nèi)國防與基礎(chǔ)建設(shè)需要,但與能生產(chǎn)7nm甚至5nm以下高端芯片的EUV光刻機相比,尚有一定差距。

而世界上能生產(chǎn)EUV光刻機只有荷蘭阿斯麥獨此一家。也許有人會質(zhì)疑,現(xiàn)代科技高速發(fā)展,為何只有荷蘭能制造頂級光刻機呢?

其實光刻機并非我們想象的那么簡單,光刻機技術(shù)涉及機電一體化、物理、機械、電氣、軟件和人工智能六大領(lǐng)域,絕非一國科技實力能達成之事。


        即便目前在世界光刻機領(lǐng)域一枝獨秀的荷蘭阿斯麥公司,也是整合多國高端科技之力,不但有德國知名企業(yè)提供精密機械和光學(xué)技術(shù)支持,甚至還有美國企業(yè)提供光源和計量技術(shù)支持。
 

1984年,荷蘭阿斯麥公司初成立,原屬飛利浦麾下子公司,主攻方向就是研發(fā)光刻機,其超前意識當屬光刻機領(lǐng)域領(lǐng)頭羊。隨著世界對芯片技術(shù)要求提高,阿斯麥公司也一直未停下前進步伐。2013年,阿斯麥公司成功研發(fā)出使用光源為22nm的EUV光刻機,2017年,更精細的使用光源為13nm的EUV光刻機研發(fā)成功,使細如一根頭發(fā)萬分之一,7nm以下制程的芯片量產(chǎn)成為現(xiàn)實。自此阿斯麥公司直接將死對頭日本佳能與尼康逼入絕境,不但在45nm以下制程高端光刻機市場中,擁有80%以上市場份額,甚至在EUV光刻機領(lǐng)域已近100%市場份額,妥妥的獨家供貨,成為世界光刻機領(lǐng)域王者之尊,壟斷了世界芯片命脈。于是EUV光刻機作為量產(chǎn)10nm以下芯片必備設(shè)備,因其科技高附加值,價格一路飆高,每臺售價竟達到1.2億美元,甚至有時有錢都不一定能買到。
 

一個國家科技能力再強大,也只能說在某些領(lǐng)域處于頂尖地位。而荷蘭阿斯麥之所以能一招鮮贏天下,就因其零部件整合世界各國頂尖技術(shù),以彌補自身短板。譬如光刻機較為重要的鏡頭,阿斯麥公司就進口德國蔡司產(chǎn)品,幾乎皆由蔡司祖?zhèn)鹘橙霜毤掖蚰?,其他國家鮮有能夠達到這一標準;除此之外,光刻機對于光源要求同樣較高,阿斯麥公司光刻機的光源由美國CYMER公司獨家提供,后來為了方便直接收購美國CYMER公司??梢哉f阿斯麥公司集百家之大成,無論世界半導(dǎo)體三巨頭英特爾、三星、臺積電競爭如何白熱化,阿斯麥只穩(wěn)坐釣魚臺坐等收錢,因為三巨頭誰也不敢得罪它。

光刻機開發(fā)提上日程

        國產(chǎn)芯片想要繼續(xù)突破,就需要在芯片最重要的制造設(shè)備光刻機上多做努力。9月16日,中國科學(xué)院院長白春禮在接受媒體采訪時突然宣布了一則喜訊,白春禮表示:“我們要將美國‘卡脖子’的設(shè)備清單,轉(zhuǎn)變成我們的科研任務(wù)進行布局。”作為芯片制造設(shè)備中最為關(guān)鍵的設(shè)備,光刻機的科研任務(wù)更是確定被提上日程。

        此前,中國半導(dǎo)體行業(yè)對于芯片制造設(shè)備投入的資金并不大,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計:2019年在芯片材料和設(shè)備的投資占比中,僅占據(jù)了全行業(yè)的13%。但由于華為芯片事件所帶來的影響,2020年第一季度材料和設(shè)備的投資,就增到了15.3%的占比,IC設(shè)計的占比有所下滑。
產(chǎn)業(yè)鏈各端開始重視芯片的原材料以及制造設(shè)備,這也是非常要的一點。

        如今,光刻機的科研工作也被提上日程,對于中國半導(dǎo)體行業(yè)而言無疑是非常好的局面。在一系列高難度技術(shù)問題的攻關(guān)之下,中國芯片將會逐漸走向繁榮盛強。
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