众所周知,光刻机和芯片的厚薄程度和芯片的精良程度息息相关。我国缺乏光刻机技术和设备,因此,我国经常会与国外光刻机制造公司进行合作,从而保证国内生产的芯片可以达到国际标准。然而,我国发展芯片和研发芯片过程中遇到了许多困难和挫折,这也使得国产光刻机缓解了部分科研人员的压力。现如今,十亿资金涌入国产光刻机市场,光刻机之所以会到达如此火爆的程度,是因为光刻机与芯片有着很大的关系。我国想拥有一款自主研发的芯片,就必须开展国产光刻机的建造和发展。
荷兰光刻机并不是中国芯片的救命稻草
众所周知,我国通过与世界光刻机十分发达的国家合作,逐步满足国内手机芯片对光刻机的需求。然而,大部分发达国家会采取垄断措施,一方面:为了避免中国拥有光刻机技术之后,中国芯片逐步占领国际市场。另外一方面:每个国家都想分得一杯羹,这也使得大部分拥有资金和科学技术的国家会减少与崛起国家的合作。对于我国芯片市场来说,荷兰的光刻机并不是中国芯片的救命稻草,它只能缓解国内芯片的压力。
第二个原因:光刻机技术发展刻不容缓
大家应该都听说过华为芯片数量不够用,华为既要保证推出的新款机型拥有最为合适的手机芯片,华为公司还要保证老款手机的出货量。更何况华为公司的芯片研发速度特别快,可是华为公司却很难自主生产芯片。如果我国想完全掌握芯片生产和研发的全过程,势必要摆脱其他国家的技术垄断,共同开发和利用国内的光刻机。我国芯片明显出现空缺,因此我国必须发展光刻机技术。
第三个原因:国家大力支持该技术的建设与完善
或许每一个人使用的手机品牌不同,但大部分手机和电脑的芯片是决定手机和电脑性能的关键。尽管许多中国人是出于爱国之情才会购买华为手机,如今,华为公司的手机性能非常好,这也使得越来越多的人主动购买华为手机。国家大力支持信息产业和芯片产业的发展,而光刻机技术决定芯片发展的速度,因此,国家大力支持国产光刻机。
总的来说,光刻机和芯片存在聚生分死的关系,芯片必须通过光刻机才能问世。
中国需要光刻机其实是为了解决芯片问题。众所周知,美国对华为进行了芯片制裁,也就是说只要使用了美国的设备或者美国技术的半导体公司,都不可以继续为华为生产芯片了。华为本来最有卖点的就是自研的麒麟芯片,但是如今没有人愿意给华为代工,那么华为就没有芯片可以使用了。
电子芯片的制造
而现在市面上大部分的芯片全部都是电子芯片,如果想要在制造电子芯片上面有所突破的话,就需要要使用到光刻机,特别是高端的电子芯片,离开光刻机就没有办法完成。台积电因为每年都可以从ASML公司拿到一半的光刻机,所以它在半导体领域才会拥有这么大的优势。
台积电目前已经开始研究2nm工艺的芯片了,但是中国目前还停留在14nm工艺芯片的阶段,而且中国刚刚公布的好消息,可以成功研制出28nm光刻机,距离现在顶尖水平也还是存在差距的,所以说只要手上没有光刻机,中国的芯片困局就没有办法破解,一直要受到美国的牵制。
光刻机的制造
光刻机的制造更加困难,一台小小的光刻机就有十万多个小零件,而且现在没有一个国家可以独立的生产出顶尖的光刻机,就算是荷兰ASML公司所生产的光刻机,也是集合了好几个国家的顶尖技术,融合在一起才可以制造出来的,所以说如果中国想要依靠自己的力量生产纯国产的光刻机难度很大。
就算可以研发成功,首先需要很长的时间,其次需要大量的资金投入,所以说短期内还是比较难以实现的。ASML公司之所以会把每年产能的一般给到台积电,就是因为台积电也投资了ASML公司,毕竟研究阶段确实很烧钱。
我国从1965年起就已经有了光刻机,但之所以现在大幅度落后,可能是由于以下几个原因造成的:
在有了光刻机之后遭遇了国际间的冲突,导致我国的观客机发展受到阻碍。1965年,我国的第1台光刻机是从外国进口的,直到现在为止全国只有两个国家拥有光刻机的高科技手段。特别是荷兰的光刻机技术在全球是遥遥领先的,但由于荷兰受到美国的影响,并不愿意把光刻机的相关技术和设备出口给中国,导致中国的光刻机的技术研发和发展,大幅落后,经过了几十年的不断演变,也就造成了我国现在的光刻机的技术仍然没有达到成熟阶段。
很多光刻机的零件部位需要出口,本地没有生产。光刻机所要求的科技含量非常高,特别是一些零件部位需要完全依赖外国的出口,因为这些零件需要有专业的设计师和科技人员进行长时间的打磨和研发之后,才达到了光刻机零件的标准。从中国目前已有的相关技术来看,想要达到此项科技仍然需要一定的时间,因此从这一角度而言,也会出现大幅度的落后。
光刻机的印制必须清晰和准确,这一点我国的技术尚未达到。光刻机对镜头技术的要求很高,基本上达到了普通镜头的千万分之一,这就意味着芯片上的所有电路图除了依靠高科技手段之外,还需要有独特的光刻机研发技术,才可以使得芯片上的印制图案清晰准确。虽然我国也有部分的光刻机,但精确度没有外国出口的光刻机清晰度和准确度高,导致我国在后续的芯片研发和光刻机的发展中受到了很大的阻碍,在使用的过程中并没有体现出良好的性价比,种种因素就造成了我国的光刻机在全球都已经大幅的落后。
我国的光刻机处于世界的先进水平,但没有达到顶尖水平:
我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机,可以满足日常的射频芯片,蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片,已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家,进入光刻机的顶尖水平,还需要数10年的时间研究和发展,这就好像在一根头发丝上的1/10000处,雕刻一栋楼房的难度是差不多的。
光刻机在我国之所以如此重要,是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持,例如手机芯片,一些重工业行业,机器的芯片,还有很多高新科技产业的核心技术,都需要用光刻机来研发芯片,没有了光刻机,我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态,因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口,只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。
只要光刻机达到顶尖水平,我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究,在我国除了自身的发展以外,大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程,当光刻机的技术达到了顶尖水平以后,我国将不会再依赖外国的汽车芯片,拥有自主研发的中国芯片,安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性,另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。
总而言之,光刻机的技术非常重要,但难度也非常大,有专家预计在未来的十年到20年中,我国的光刻机技术可能会得到质的突破。
按照高端、中端、低端三个档次来划分的话,中国目前是属于第三档,正在努力的向第二档迈进。
高端光刻机市场被ASML垄断高端光刻机的市场目前只有ASML一家,也算是应了那一句话“无敌是多么,多么寂寞”。有朋友习惯把ASML生产的高端光刻机叫“万国牌光刻机”,主要是因为光刻机并不算ASML自己独立生产完成的,95%的零件都是从其他国家采购的,但是这依旧无法动摇ASML在高端光刻机市场的地位。目前ASML的主流产品是7nm的光刻机,5nm的光刻机据说已经研发完成,正在准备量产。一旦这些5nm的光刻机开始售卖,到时候对手机芯片来说将会是又一场革命。
中端光刻机市场ASML、尼康、佳能相互竞争其实说竞争有点过了,按照目前的情况来看是ASML占据大优势,尼康和佳能陪跑。日本的尼康和佳能其实在十年前还是和ASML同等水平,但是由于方向选择错误,进而在光刻机进程中逐渐落败,高端光刻机市场也从之前的三足鼎立变成了现在asml一家独大。由于尼康和佳能在高端光刻机市场毫无优势,所以两家公司已经在光刻机研发方面投入越来越小。佳能已经放弃了光刻机的生产,尼康也只是保留了小部分的产能;可能在不久的未来,两家公司的中端光刻机也没有任何市场了。
低端光刻机市场上海℡☎联系:电子非常有竞争力虽说中国的光刻机在中高端都没有像样的产品,但是在低端光刻机市场上表现十分亮眼。在2018年上海℡☎联系:电子出货光刻机50-60台,在2019年出货量也达到了60台左右,这个成绩还是十分喜人的。目前上海℡☎联系:电子出货的最先进的光刻机是90nm的,还是离中端光刻机有一定距离。同时我们需要注意的是上海℡☎联系:电子性质其实和ASML公司有一点类似,他们都更像是组装商。比如上海℡☎联系:电子生产的光刻机中的光栅元件等还是来自于进口,并没有实现国产化,依旧有着被人卡脖子的风险。
由于早些年国内对光刻机这块并不算重视,导致中国光刻机的起步晚、资金投入少、人才也相对不足,这些都是需要解决的问题。除非由国家牵头并且进行人才资源的相关倾斜,否则国产光刻机最多也就能达到中端水平,基本上不具备追赶上ASML公司的可能性。