华为有可能造出光刻机吗?光刻机为什么能卖8亿?看完长知识了
前一阵子华为手机芯片生产问题遇到障碍的新闻在咱们身边可以说是铺天盖地。新闻除了让我们国人有点愤懑之外,还将一个之前从未听说过的设备带入了我们的眼帘,那就是光刻机。高端机型的生产技术现在掌握的国家屈指可数,这其中暂时还不包括咱们中国。网上有很多朋友都会有一个共同的疑问,咱们中国就造不出来一个光刻机吗?如果集合了一些高级的技术人员,需要多久才能把它造出来呢?华为多久才能生产光刻机呢?
在解释这问题之前,我给你简单的说一说,究竟光刻机是什么东西。最好理解的方法就是,光刻机就是一个具有高精度的光学曝光仪器。要知道它都是把纷繁复杂的线路准确的印制在一个只有几纳米大的硅片上。这就要求机器本身的精度和相关联的技术要非常的成熟。一台光刻机能卖到八九亿,甚至更多。在这个领域之中最厉害的国家就是美国,因为他们拥有光刻机最多的专利,其中包括最为重要的对准技术专利。
现在各个代工厂拒绝为华为提供新的芯片生产订单已经是一个残酷的事实,为了解决这个问题的话,我们是不是应该拼力一搏自己研发一款光刻机呢?如果这个任务落在了中国通信技术领域的强者华为身上,可能成功吗?
其实这并不是一件简单的事情。华为公司技术固然强大,但是在光刻机的研发制造领域可以说是一个"小白",在全无累积经验的情况下组建团队进行开发的话,其实很像是盲人过马路,速度会很慢,成本也会非常高。而且华为最为强势的核心技术也不在制造领域,而是芯片设计领域。
其实说咱们中国没有制造光刻机的能力是不准确的。咱们国家的上海微电子装备厂商就拥有制造光刻机的能力。但是受制于技术的局限,他们制造的光刻机是没有办法满足高端芯片5纳米工艺的需要的,只是属于单一功能的终端产品。不过最新的好消息是他们已经能够将现有90纳米节点的工艺缩小到28纳米。可能在2021年就能将新的设备进行量产。
要知道制造一台光刻机所需要的绝不可能是一个国家,至少现在国际上最高端的该类设备生产厂商荷兰ASML所生产的光刻机,要是细分部件的话,那设计的国家就包括了德国(镜头)、日本和美国(光源)等国家。而我们国家想要自主研发更为先进的设备,这些问题应该也是绕不开的。
x中国有芯片制造。
中国芯是指由中国自主研发生产并制造的计算机处理芯片。实施“中国芯”工程,采用动态流水线结构,研发生产了一系列中国芯。
通用芯片有:魂芯系列、龙芯系列、威盛系列、神威系列、飞腾系列、申威系列;嵌入式芯片有:星光系列、北大众志系列、湖南中芯系列、万通系列、方舟系列、神州龙芯系列。
近日,有传言称,全国产28纳米产线已经量产,为华为代工的芯片也已经流片成功, 这可能吗?
中芯国际有28纳米生产线,都基本都是美国或者其它国家的半导体生产设备,这肯定受制于人,所以,纯国产的28纳米生产线当然好,其中最重要的是光刻机。
按照上述传言的说法,那就是中国研发成功了28纳米光刻机。实际当然不是如此。中国光刻机技术最强的上海微电子,目前只研发出90纳米的光刻机,一直想研发制造28纳米芯片的光刻机,预计2021年会交货,但最起码2022年才能在芯片厂达成量产。即便如此,上海微电子的这个光刻机技术也不能完全“去美”化。
但为何会有中国研发成功28纳米光刻机的传言呢?是因为最近有另外一个传言,即中国最大电子企业集团公司之一、中国电科推出了28纳米离子注入机,名称像是针对28纳米生产的,但离子注入机和光刻机还不是一回事。
决定芯片良品率高低的因素有很多,最重要的光刻机,而光刻机的一个环节又是离子注入环节。而在离子注入环节中担任“总指挥”的是离子注入机。
离子注入机在芯片制造过程中主要负责对芯片进行电离子改造,按照预定方式改变材料的电性能。在光刻机对芯片进行曝光生产前,离子注入机对硅片进行不同元素掺杂,能够提高芯片的集成度、良品率和寿命。简单来说,离子注入机在芯片制程中起到了优化硅片、提高芯片性能的作用。
我国以前在离子注入机技术方面也很差,这就对光刻机的研发有很大制约,所以,搞定了28纳米离子注入机技术,对研发28纳米光刻机有利,但不能等同于光刻机。
一个光刻机最起码几万个零部件,据悉,离子注入机技术只占光刻机技术的3%左右。
中国有了自己的光刻机,中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上第一台利用紫外光实现22nm分辨率的超分辨率光刻设备,为纳米光学加工提供了全新的解决方案。在光电所的努力下,我国的RD光刻机跳出了通过减小波长、增加数值孔径来提高分辨率的老路,为突破22nm甚至10nm光刻节点提供了全新的技术,也为超分辨率光刻设备提供了理论基础。扩展信息:利用超分辨率光刻设备,项目组为航天科技集团第八研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、电子科技大学、四川大学华西第二医院、重庆大学等单位制备了一系列纳米功能器件。包括大口径薄膜反射镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射装置、生化传感器芯片、超表面成像装置等。验证了超分辨光刻设备纳米功能器件加工能力,达到了实用化水平。
没有光刻机也能造芯片!我国用晶圆硅片造芯片,效率提高了1000倍。值得一提的是,中国现在其实已经有了自己的国产光刻机技术,上海微电子已经成功研发出自己的光刻机,并且即将进入量产阶段,而中国研发的量子芯片,在不借助光刻机的情况下能够研发成功,已经说明光刻机不是限制芯片技术发展的唯一条件,这种设备主要被用在硅基芯片的加工上,如果中国把芯片材质进行替换,那么就可以有效绕开技术瓶颈。
从20世纪60年代初开始,中国就有半导体公司发明了芯片蚀刻技术,拉开了光刻机发展的序幕。随后,经过37年的发展,荷兰的阿斯麦尔寻求建立自己的光刻机产业链,然后垄断了整个全球市场。在这个产业链中,91%的关键部件来自国外而不是荷兰,而荷兰的阿斯麦尔在这个产业链中扮演着重要的角色,负责光刻机模块的整合和开发。只有这样,荷兰的阿斯麦尔才能控制整个产业链。
当下,高端光刻机已被荷兰的阿斯麦尔垄断。荷兰的阿斯麦尔的存在对发展全球芯片非常重要。他们的光刻机是世界上最先进的,很难找到一个可以替代ASML的光刻机。因此,当国外芯片的市场价格总是很高的时候,就会出现一种情况,这主要是因为我们没有足够的高质量的光刻机愿意只从国外进口现代芯片。光刻机对精度有很高的要求,要达到这样的精度就必须犯错误。因此,国家的工业水平和科技实力必须达到最高水平。大量的科学家试图用正确的信息进行测试,即使测试条件到位,也找不到合适的突破点。
光刻机是高精尖设备,技术难度很大。一台光刻机重达近180吨,内部零件超过8万个。要制造这样一台机器,必须采用美国现有的光刻机设备、德国的机械技术、瑞典的轴承技术和日本的光学技术(如现代技术),这是不可想象的。除了现代技术的结合,光刻机零部件的生产也是一个严重的问题,因为它们不是阿斯麦独立生产的,而是从世界不同国家进口的。这就不难理解为什么阿斯麦敢于慷慨地说,即使就我们的图纸而言,中国也无法制造光刻机,因为仅凭我们自己是无法制造这么多相互关联的细节的。
光刻机中使用的这些材料和备件也很难找到。国家的工业资源再丰富,也不能靠自己,让所有的零配件只能来自国外。关键是你想买的话,别人未必会卖给你。
光刻机的研发是一个技术问题,高精度的光刻机难度非常大。由于市场的原因,光刻机寡头垄断了除第一种产品外的其他产品,其他产品不赚钱,这意味着第一种和第二种之间的差异将继续扩大,除了第一种产品外,其他差异可能长期存在。