华为光刻机研发成功了吗可以生产多少纳米的芯片(中国没有光刻机为啥华为能研发出7nm芯片)

2022-12-04 17:58:03 证券 yurongpawn

中国光刻机现在达到了哪个水平?

中国光刻机现在达到了22纳米。在上海℡☎联系:电子技术取得突破之前,我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。

这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻,在突破关键领域以后,更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁,成功研制22nm光刻机,中国芯正在逐渐崛起。

高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几℡☎联系:米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。

华为光刻机研发成功了吗可以生产多少纳米的芯片(中国没有光刻机为啥华为能研发出7nm芯片) 第1张

华为是否已经进入了研发光刻机阶段?

华为芯片都已经在生产了,光刻机肯定是有了。这不过这个光刻机跟你想象的可能并不同。

我们知道,两年前,美国开始制裁华为。

那会华为的海思麒麟芯片是在ARM架构公版的基础上自己设计的。华为只做芯片设计,芯片生产由别人代工。在被制裁之前,华为海思芯片设计出来的产品已经可以比肩第一线的其他手机芯片,像高通、苹果等,虽然可能有些差距,但也不算太远。

美国认为只要禁止华为使用设计芯片的EDA软件,把华为的芯片设计能力限制住了,就是蛇打七寸了。要知道设计芯片所用到的EDA软件是被美国垄断的,我们国内没有一款芯片设计软件能用来设计高端的手机芯片。

因此,美国第一轮制裁华为的主要方式就是禁止华为使用美国的芯片设计EDA软件,以及使用GMS。

然而效果并不大,因为华为海思已经设计出当时技术前沿的芯片,如麒麟9000等。华为拿已经设计完成的芯片给代工厂去生产,还可以维系很长一段时间。让美国一招致华为于死地的想法落空。

因此美国进行了后续几轮制裁,给华为加上了一道道紧箍咒。比如禁止台积电、中芯国际等芯片代工厂给华为生产芯片。

然后美国又发现华为通过大量采购芯片增加库存,以延长制裁下的生存时间。美国当然是难以接受的,他们经过研究,最后还是发现华为准备不足的地方。所谓不足的地方,就是一些关键的半导体小零件,比如电容、电阻、光感零件等等,世界上没有一家企业能全部种类生产的。华为在备货的时候,可能觉得比起手机CPU芯片的重要性,这些小零件觉得不重要,以后需要的话也容易采购,也就忽视了。没想到美国连这些小零件都不给华为,根本目的就是不然华为生存下来。

每一轮制裁都是事先对华为进行仔细研究分析后作出的决定。效果也明显,几轮制裁下来,华为凑不齐生产手机的所有配件,手机销量直线下跌,基本上把手机市场让出去了。

然而, 手机虽然在近几年为华为贡献了一半以上的利润,但华为的基本盘并不是在手机上 ,而是在于华为起家的业务上——通讯设备 ,2G、3G、4G、5G基站设备,以及交换机等等。

在华为做手机之前,华为已经连续几年是通讯设备行业的全世界第一。 而美国的几轮制裁之后,也影响到华为的通讯设备业务,要知道5G也是要用到芯片和其他半导体配件的。被制裁之下,华为海外的5G订单能否完成都成了问题。这也是后来国外客户撤销订单的原因之一。

如果是让华为在通讯设备和手机进行二选一,华为肯定选通讯设备的。毕竟华为是先有了通讯设备,后有手机业务的。这是一个先有鸡,还是先有蛋的选择题。因此华为先要拯救的、要保住的是通讯设备。

还有一个因素,通讯设备对芯片和配件的要求没有手机那么高。手机芯片工艺现在有7、5、3纳米的要求,而通讯设备并没有要求这么精细。关键是国内也没这方面的技术,目前国内28纳米及一下的所有技术都离不开美国的技术,因此华为不可能现在生产28纳米及以下的芯片。

网上看到华为在2020年7月份招聘光刻工艺工程师,就认为华为要做光刻机了。

然而这个光刻机可能跟想象的不同,并不是做手机芯片的,而是为了生产通讯设备的芯片。

好消息还是有的。第一轮制裁的EDA软件,华为自己设计了一个基于40纳米的芯片设计软件工具(EDA TOOL)。

目前,华为已经开始在武汉 生产的40纳米的芯片了。生产出来的芯片将用在华为的基站和其他通讯设备上。而整个生产线是去美国化的,全部实现国产化。

并且计划在不久后升级到28纳米工艺。我想,以华为的速度,40、28纳米工艺完成之后,14、10纳米并不会太远。10纳米已经可以勉强用在手机上了。只要给华为时间,一切都不是问题。

光刻机被称为半导体工业皇冠上的明珠,其技术要求之高可见一般。因此,华为显然不会自己研发制造光刻机,这里面涉及的技术是系统工程,绝对不是一家厂商可以解决的。

但是,华为在芯片领域有着自己的技术累积以及雄厚的资金实力,这些方面很大程度上可以帮助光刻机的研发,参与到整个光刻机研发体系中,进一步加快推进我国先进光刻机的研发。

1、华为无法独立研发制造光刻机: 光刻机是一个复杂的系统工程,其自身拥有多个核心子系统,每个系统可以说都需要全球顶尖的技术实现,比如双工件台、浸液系统、物镜系统、准分子激光光源等等。这些子系统以华为自有技术完全是搞不定的,没有对应领域的技术累积根本没法研发。

除了核心子系统的技术研发外,还需要将技术产业化,这就需要有对应的生成厂商来制造,而这块国内也是分工的,各子系统都有专业领域的厂商来生产。比如双工件台有华卓精科制造、浸液系统有启尔机电、光源系统有科益虹源等等。,

整个光刻机研发制造体系基本上就是科研机构(浙大、清华、长春光机等)专攻技术研发,然后再有专业厂商进行产业化。

由此可见光刻机产业的体系庞大而又专业,华为虽然是国内第一 科技 企业,但显然无法面面俱到,什么都自己干!

所以,华为无法自己研发光刻机!

华为投资光刻机相关领域: 虽然华为无法自己研发制造光刻机,但是其芯片领域累积的技术的确可以帮助整个光刻机的研发,也的确可以参与到光刻机的研发过程中来,以他们的实践经验来解决部分研发过程中的一些问题。

目前,有消息称华为旗下的投资公司哈勃投资入股了科益虹源,成为该企业的第七大股东,股权比例为4.6%。

科益虹源目前掌握有193nm ArF准分子激光技术,这也是光刻机的最核心三大子系统之一,对应的技术在领域内全球第三,国内第一。

显然,华为这是想通过自己的投资来直接推动光刻机的研发进度。光刻机这种核心技术研发和产业化需要大量资金投入,光建设生产工厂就需要很大的资金投入,早前科益虹源北京的工厂建设就花了5亿。华为资本的入股能解决厂商的资金问题,同时也能加快光刻机的产业化。

Lscssh 科技 官观点: 综合现有的信息来说,华为是不可能自己研发光刻机的,但是必定会想办法参与到这个过程中来,会以自己的形式来支持和推动我国光刻机的研发生产,入股科益虹源只是方式之一。

根据公开的消息,哈勃投资最近1~2年已经入股大量半导体产业线厂商,涉及半导体材料、装备,具体涵盖模拟芯片、碳化硅材料、功率芯片、人工智能芯片、车载通讯芯片等热门半导体产品线。

不要说你不爱国,我认为华为永远不会有生产光刻机和用来实际生产的能力,因为他只是一个组装厂

这就是卡住中国的那个所谓的光刻机,不错,是一种复杂而又混乱的高 科技 技术的产物。

先简单的了解一下光刻机的主要作用;光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。

光刻机是芯片制造的关键设备,不光华为在研发,像SMEE、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电 科技 有限公司、无锡影速半导体 科技 有限公司等一些企业,在光刻机上衣和有自己的成果,这些公式只是在低端市场占比的,高端的就是中科院光电技术研究所的技术,现在光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片,它这个22纳米的属于单次曝光,还制造不了芯片。

虽说就这关键一步让有些小人之国卡住了技术难关,这种现状的主导原因,是中国不会有其自己研发的芯片,其实这个并不是什么坏事,反而会激励咱们国内的一些高 科技 公司在国家的大力支持下会更快的加速研发,华为就是其中一家,也是深受其害最惨的一家,有了前车之鉴肯定会加大力度研发光刻机的成型,相信中国的力量和技术,不会输给世界上任何一个国家的,说不定会让光刻机的技术更成熟更省劲,说不定这越复杂的东西反而会让我们有捷径可走,就不信了,你们搞的复杂,一个光刻机需要很多家公司的产品组合起来才能组成光刻机的整体进行使用,相信我们不会搞的这么复杂,也会让世界为之震惊,脑子是要动起来的,动起来了你们谁都跟不上,相信华为定不负众望,完成光刻机的研发,让中国靠又一项技术站在世界之巅,受制于列强国家的情况永远不会再发生。相信华为相信中国!

谢谢!!!

实地探访华为“最强备胎”:火热量产14nm,高端光刻机成转正拦路虎

黄昏时,中芯国际头顶一圈光晕,这似乎是个吉兆

30秒快读

1、先进制程的造芯工艺卡着中国公司的脖子,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

2、《IT时报》记者实地走访上海中芯国际,14nm芯片火热量产,7nm工艺研发多时,但碍于高端光刻机缺位,研发进展滞缓。但就像中芯国际头顶的光晕,二期产线火热建设,此次事件被认为是中芯国际“转正”的最好时机。

1999年,农田遍布的张江迎来一批特殊的拜访者,时任上海市长徐匡迪带着一群人来到这里考察,其中就有后来被称为“中国半导体教父”的张汝京。

尽管当时的张江阡陌纵横,但在张汝京眼里,这里是发展中国半导体事业的绝佳试验场,“世界芯片制造业的下一个中心将在上海。”

2000年,张汝京作为创始人的中芯国际落地张江,随后来自芯片行业的上下游企业集聚于此,包括芯片设计、光掩膜制造、封装测试、设备供应、气体供应等企业,中国的半导体产业真正在这片土地生根。

20年后,张江已成为中国的“硅谷” ;20年后,造芯却成为中国的心事,先进制程的制造工艺更成为遏制中国公司发展的卡脖子技术。

图源/中芯国际官网

5月15日,美国商务部下属负责出口管制的产业安全局(BIS)发布通知,称在美国境外为华为生产芯片的企业,只要使用了美国半导体生产设备,就需要申请许可证。这意味着,华为很可能不能再通过台积电量产自家海思设计的高阶芯片,而台积电是全球晶圆代工的顶尖企业,可以生产7nm(纳米),甚至5nm的高端芯片。

危机之下,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

近日,《IT时报》记者实地探访上海中芯国际,发现中芯南方厂区在火热量产14nm芯片的同时,也在抓紧建设二期产线;7nm工艺已研发多时,只是由于高端光刻机的缺位,研发进展不是很快。

01

“你看,这里一片火热”

和20年前相比,张江的变化翻天覆地,已从一个乡村小镇进阶为一座现代科学城:不仅交通发达,而且商业繁荣,充满着生活气息,这点与那些只有工厂、生活配套设施缺少的高新开发区很不一样。

5月19日,《IT时报》记者来到中芯国际,它同华虹宏力、日月光等“邻居”已和谐地融入到这座科学城中。目前,中芯国际已经开始量产14nm芯片,并拿到一笔来自华为海思14nm手机芯片的订单。

在14nm产线上工作的周豪(化名)告诉记者:“最近加班比较多,已经向客户供应了8万多批货了;产线上也在招人,比如普工、助理工程师。”由于晶圆厂自动化程度较高,周豪的工作简单且枯燥,只要把晶圆放置到设备上,其他的事交给设备即可。作为普工,他的底薪为3300元,算上加班费,每个月能挣七八千元。58同城上,一条中芯国际招聘信息显示普工月工资在5500~7500元。

相比产线上普工的工作,宋杰(化名)的工作显得高级些。在实验室工作的他,每天要做的是根据研发人员发来的Case做实验。“14nm产线设在中芯南方,去年下半年建成,今年开始量产;7~8nm的研发,也已经开展很久了。”宋杰说。

据了解,中芯南方由中芯国际、国家“大基金”(国家集成电路产业投资基金)以及上海市“地方基金”(上海市集成电路产业投资基金)以合资的方式成立,为一座12英寸晶圆厂,能满足14nm及以下先进技术节点的研发和量产计划,14nm技术也可用于主流移动平台、 汽车 、物联网及云计算。

宋杰还表示,受限于设备,中芯国际7~8nm的研发进展不是很快,做出来的成品没那么快,也没那么好,“同样一道工序,台积电只要一步就能完成,我们可能需要三四步”。高端光刻机的缺失,是其中最关键的问题,“除了光刻机,别的设备都能解决。”

早在3月,中芯国际对外公布已从荷兰ASML公司购入了相关光刻机设备,但并非是最新的EUV极紫外光刻机。

5月15日,国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期将分别向中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元(合计约合160亿元人民币)。

这个消息的释放,把刚从疫情阴影里走出来的中芯南方设备供应商的热情重新点燃。一位冷却设备供应商很看好与中芯南方的合作,他们已和中芯南方签约了几千万元的生意。

“你看,这么多的工人、这么多的设备,一片火热!国家很重视芯片行业,中芯南方效益会越来越好!”他看着正在修建的中芯南方二期产线,语气间流露出兴奋之色。

据了解,在中芯国际上海厂区保留地块上,中芯南方将建设两条月产能均为3.5万片芯片的集成电路生产线(即SN1和SN2),生产技术水平以12英寸14纳米为主。记者从员工、驻厂设备商等多个信源获悉,中芯南方已完成一期建设,目前正在建设二期。

在中芯国际官网上,记者注意到,从今年年初到现在,中芯国际释放出的职位明显多于去年同期,特别是5月以来,增加了对生产运营类和业务支持类两种岗位的需求,大部分都接受应届生,比如生产线主管、设备工程师、工艺工程师、良率提升工程师、仓库管理员、助理工程师等。这或许是中芯南方14纳米新厂生产火热的一个注脚。

02

华为的“危” 中芯国际的“机”

去年5月,华为被美国商务部列入“实体清单”,谷歌、伟创力、YouTube等美国本土公司对华为按下了暂停键,为此,华为通过“自研+去美化”的方式,开启多种自救模式。

经过一年时间的调整,华为在“自研+去美化”上步步为营:先是在谷歌服务停供前推出自研的操作系统鸿蒙,其后在5G基站上不再使用美国零部件,再在Mate30、P40等高端机型上降低美国零部件含量,P40系列更是首次搭载HMS以替代谷歌GMS。

相比之下,新一轮的限制将是华为真正的至暗时刻。

和芯片设计不同,芯片生产的高投入不可能完全被一家公司所覆盖,就目前而言,大多数芯片制造商依赖于KLA、LAM和AMAT等美国企业生产的设备。

中芯国际3月披露的公告显示,其采购了美国公司LAM和AMAT的设备,且采购金额较大。除了中芯国际,包括台积电在内的全球众多晶圆代工厂都是这两家厂商的客户,他们在沉积、刻蚀、离子注入、CMP、匀胶显影等领域技术领先,尤其先进制程设备,基本没有厂商可以替代这两家企业。

世纪证券一份研报显示,在半导体设备与材料方面,关键技术被欧美日垄断,LAM和AMAT这两家美国公司暂停供货影响显著,其中AMAT的产品几乎包括除光刻机之外的全部半导体前端设备。而荷兰的ASML是高端光刻机的全球第一,国内企业与其研发投入与技术实力差距甚远。

目前华为芯片制造主要依赖于台积电,美国限制升级,被解读为有可能迫使台积电对华为断供,导致华为无芯片可用。

尽管这种猜测还可能有多种变数,但华为已经启动B计划。

此前有媒体称,华为从去年下半年开始向中芯国际派驻工程师,帮助中芯国际解决其芯片生产过程中的技术问题。近期,华为已将中芯国际14nm工艺代工的麒麟710A芯片应用在荣耀Play 4T手机上。

中芯国际则被认为迎来最好时机。160亿元的大基金二期加码主要面向中芯国际14 纳米及以下先进制程研发和产能,目前14纳米产能已达6000 片/月,目标产能为每月3.5 万片。而中芯国际最新发布的2020 年一季报显示,一季度营收9.05亿美元,同比增长35.3%,环比增长7.8%。此外,中芯国际决定将2020 年资本开支从 32 亿美元上调至 43 亿美元,增加的资本开支主要用于对上海300mm晶圆厂以及成熟工艺生产线的投资。

03

“转正”的期待

然而,无论对华为还是中芯国际而言,依然有跨不过去的门槛。

与台积电相比,中芯国际的工艺相对落后。现阶段中芯国际的工艺还停留在14nm,这是台积电4年前的技术,而台积电7nm工艺已大范围普及,几乎是如今各品牌5G旗舰手机和主流芯片的标配。根据规划,台积电今年开始量产5nm,2022年开始3nm的规模量产,甚至已规划好2nm。

图源/台积电官网

据了解,此次美国限制升级前,华为海思已加速将芯片产品转至台积电的7nm和5nm,只将14nm产品分散到中芯国际投片。但如果120天之后,无法使用台积电的5nm工艺,华为的5G旗舰手机可能要面对工艺制程的竞争压力。

最新消息是,5月21日,台积电拿下了苹果5nm处理器的全部订单,下半年苹果的多款5G版iPhone处理器将采用5nm工艺,而华为此前发布的14nm制程的荣耀Play 4T手机只是千元出头的中低端手机。

产能也有较大差距。中芯国际目前14nm月产能仅2000 ~3000片,预计到年底扩大到1.5万片,但这无法满足华为的胃口。台积电2019年财报显示,华为为其一年贡献了近350亿新台币的营收。

更何况,中芯国际下一代制程何时能投产,才是“最强备胎”能否转正的关键。

今年2月举行的2019年四季度财报会议上,中芯国际联席CEO梁孟松首次公开了中芯国际N+1、N+2代FinFET工艺情况。相比于14nm,N+1工艺性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小 63%、SoC面积缩小55%,这意味着除了性能,N+1其他指标均与7nm工艺相似,之后的N+2工艺性能和成本都更高一些。梁孟松表示,在当前的环境下,N+1、N+2代工艺都不会使用EUV工艺,等到设备就绪之后,N+2之后的工艺才会转向EUV光刻工艺。事实上,台积电也是在第三代7nm工艺才开始引入EUV。

对此,电子创新网CEO张国斌表示:“制程越小,工艺越高级,IC里的线宽越小,就需要更高级的光刻机;尽管EUV技术对7nm制程不是必需的,但EUV技术的注入能提高良品率,效果好。”

2019财报会议上,中芯国际表示N+1工艺的研发进程稳定,已进入客户导入及产品认证阶段。之前该公司表示去年底试产了N+1工艺,今年底会有限量产N+1工艺。

14nm量产后,N+1、N+2研发项目更加值得期待。张国斌:“只要中芯国际的N+1、N+2工艺能做出产品来,就能代替台积电为海思代工7nm芯片。”

中芯国际真正的考验将是7nm以下。

多位采访对象表示,7nm以下的制程少不了EUV技术,公开资料显示,台积电和三星的5nm芯片均采用了EUV技术。对此,中芯国际还未公开过是否有替代技术方案。

编辑/挨踢妹

排版/冯诚杰

图片/李玉洋 Pixabay 网络

来源/《IT时报》公众号vittimes

华为有没有能力研究光刻机?

华为目前肯定不能研究平版印刷术。主要原因是: 每一条线都像一座山。这是真实的行业,以及在同一行业的分部门。俗话说得好,每隔一行就像一座山。这是真实的行业,以及在同一行业的分部门。平版印刷领域是一个很难突破的尖端领域。你能想象在几十到几百平方毫米的硅片上,不受干扰地雕刻出个人电脑或移动电话的核心会有多么精巧吗?

目前,世界上不到7nm 的高端光刻机制造工艺,只有荷兰 asml 公司完全掌握。为什么这么难?我们先来看看平版印刷机的作用。平版机,顾名思义,是平版机的核心环节之一。简而言之,光刻机的作用就是将复杂的电路平版印刷到硅片上。为了实现这个目标,前后的工艺环节很多而且复杂,这里没有扩展的描述。一般而言,平版机是基于类似于传统摄影胶片的原理,用特殊的光线照射后对硅进行特殊处理,在其表面形成电路图。

随着硅芯片越来越小,电路越来越密集,对这种光的需求也越来越高。在℡☎联系:观世界中,光在传输过程中,通过光学介质会受到各种干扰。为了减少光束在传输过程中的衍射,必须尽可能减少光源的波长。如今,asml 在荷兰的极紫外辐射光源绝对领先,波长为13.5 nm。这个光学系统很难建造。华为的实力是制造运营商通信设备,光学系统显然是一块短板。事实上,更不用说华为,全国没有一家公司能生产这种光源系统。

只有在这个光源的帮助下,才能生产出精度小于7纳米的最先进的光刻机。中国目前的挑战是突破22纳米,差距是可以预测的。突破并非不可能。让我们看看保险协会的发展历程,得到一些启示。到1984年 asml 成立的时候,平版印刷领域已经有两个巨头: 尼康和佳能。当时,asml 的市场份额还不到10% 。转变发生在90年代末。

当时,主要的光刻机制造商都是围绕着光刻机的核心部分ーー光源ーー展开激烈的竞争。关键问题是,如何制造波长更短的光源?此时,台积电研发经理林肯(注: 这是一个亚洲人)提出了一个计划,希望能够开发出波长为157纳米的光源。尼康,当时的平版印刷巨头,不喜欢这个主意有几个原因。

一方面,尼康已经开始研发157nm 波长产品,这需要很多钱。另一方面,这也不一定。尼康放弃了,但保险协会决定冒险一试。幸运的是,取得了巨大的成功,生产了157纳米的光刻机,在设备稳定性和其他综合成本方面明显优于尼康的157纳米产品。

从那时起,已经进入行业的领先地位,并最终超过尼康和佳能成为该领域唯一的行业超级巨头。从保险协会的经验可以看出,机会和才能在关键时刻发挥着巨大的作用。简而言之,有了天赋和机会,一切皆有可能。华为没有能力做到这一点,但它一直非常重视人才,华为可以迅速聚集和培养高级光刻人才领域。有了人才基础和一点机会,华为,或者其他中国公司,科研机构,也许能够取得突破。想想中国原子弹的发展,航空母舰的发展,有很多困难,不是一个一个被打破。

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