长春光机所EUV光刻机此次进展是国产光刻机光源的突破性进展,技术水平领先世界。
众所周知,EUV光刻机是目前制造高端芯片所需要的最关键设备,只有荷兰的ASML公司能生产,这也是我国科技方面卡脖子的关键技术之一。
我国目标是要在2025年实现芯片自给率70%,要想实现这个目标,在高端EUV光刻机上实现突破是关键。
长春光机所EUV光刻机此次进展无疑给高端EUV光刻机的研究工作打了一剂强心针。
长春光机所科研成果:
2015年,研究所研制出中国第一台红宝石激光器、第一台大型电影经纬仪等多种先进设备仪器,创造了十几项“中国第一”。
先后参与了包括“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目,先后组建和援建了西安光机所、上海光机所、成都光电所、长春光机学院等10余家科研机构、大专院校和企业单位。
完成了一批国家重大任务,取得了以“神舟五号”、“神舟六号”有效载荷等为代表的一批重大科研成果。
成为中国航天光学遥感与测绘设备、机载光电平台及新一代航空遥感设备和靶场大型光测装备的主要研究、生产基地,在光电对抗、地基空间探测等领域具有影响力。
2016年11月11日,由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”通过验收,并制造出世界最大面积中阶梯光栅。
这标志着我国大面积高精度光栅制造中的相关技术达到国际领先水平。
不仅打破了我国在该领域受制于人的局面,而且能帮助我国光谱仪器产业改变低端化现状,提升拓展国际市场的能力。
国产光刻机任重道远。“即使你给图纸,你也做不出一个光刻机。”“就算全国都发展半导体制造,也很难成功。”ASML掌门人、TSMC创始人张忠谋在过去两三年里不止一次公开表示,中国大陆自己无法成功制造光刻机。实际上,严格来说,位于荷兰的ASML公司(ASML)是世界上唯一一家可以生产光刻机的公司,但它只是一家组装公司。大量核心技术来自美国,在ASML的供应链中也有中国公司,如傅晶科技和沃尔特天然气公司。实际上,在光刻机成品方面,上海微电子自2002年成立以来,一直牢牢扎根于低端光刻机市场,90nm及以下工艺的产品一直在稳步出货。公开数据显示,2018年上海微电子出货量约为50-60台,约占大陆市场的80%。所以,以上两人的论断要加上一个前提条件,那就是“先进制造工艺”的光刻机。我们常说的高级芯片是指生产工艺小于28nm的芯片,也就是28\14\7\5\3nm的工艺。这次上海微电子在光刻机举行首个2.5D/3D高级封装交付仪式,标志着中国首个2.5D/3D高级封装在光刻机正式交付给客户,但对于我们目前的卡顿芯片制造来说,只是暗夜中的烛光。“1”和“0”的故事虽然近年来“光刻机”屡见报端,但很少有人提到光刻机主要分为“前路、后路、面板”三类。卡脖子的是前路光刻机,这次上海微电子发布了光刻机。如果把芯片制造比作食品生产,前面的路就是“食品”本身,后面的路就是包装袋。面板制造属于平时想不起来的“调味品”,但它的缺失会直接打击消费者的味蕾,给数字生活调味,因为面板是C端用户最“触手可及”的。因为没有驱动芯片,无论是前端还是后端芯片,C端用户都很难对芯片性能有直观的体验。但是,无论包装和调味品对食品有多重要,如果没有“食品”本身,它的价值就是“0”。所以要想充分体现后通道和面板芯片的价值,首先要有性能优异的前通道芯片。在以前的光刻机制造中,其实光刻机并不是按照“NM”的个数来分类的,而是按照光源的波长来分为436nm光源的“g线光刻机”;具有365纳米光源的“I线掩模对准器”;具有248纳米光源的“KrF掩模对准器”;193nm深紫外光源的“DUV光刻机”;以及13.5nm极紫外光源的“EUV光刻机”,也是目前卡脖子的主打产品。目前上海微电子的产品技术已经触及ArF技术和相应的光刻胶。目前,国内公司如上海新阳、通成新材料、南大光电、景瑞股份有限公司等都已开展研发和生产。其中,南大光电旗下的ArF光刻胶已于2020年底顺利通过客户验证,是国内首个通过产品验证的国产光刻胶。
中国光刻机现在达到了22纳米。在上海微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微米之间,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。
1.现在国内的光刻机能达到多少纳米的技术?
官网显示,目前最先进的光刻机是600系列,光刻机中最高的生产工艺可以达到90nm。然而,与荷兰ASML公司拥有的EUV掩模对准器相比,它可以通过高达5纳米的工艺制造。而且3nm工艺制作的芯片即将上市。不过根据相关信息,预计中国首款采用28nm工艺的国产浸没式光刻机即将交付。虽然国产光刻机和ASML的EUV光刻机差距还很大,虽然起步晚,但是中国人的不断努力还是会弯道超车的。
第二,国内公司能否自主采购EUV光刻机来解决这种情况?
答案是否定的,要知道华为缺芯是美国的阻碍,国内公司更不可能轻易买到高端光刻机自己制造芯。虽然ASML也是通过采购世界各地的优秀零件来补上最终的光刻机,但是没有任何零件可以避开美国的核心技术,所以美国不会为了控制中国的发展而轻易让中国购买光刻机。
做一个优秀的光刻机,要做很多艰苦的工作,不仅要达到美国光源和德国镜头的高水平,还要有很多精密的仪器。光刻机任重道远!这些精密仪器的背后,也需要更多的人才、研究技术、时间投入和技术积累,也需要大量的资金。我相信中国会克服这个困难,不再受其他国家的限制。
第一,目前全球最先进的光刻机,已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成,而是国际合作才能实现的。其中,制造光源的设备来自美国公司;镜片,则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二,中国进口最先进的光刻机,是7nm。
2018年,中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机,当时预交了1.2亿美元的定金。请注意,当时这台机器还没有交付,而是下订单。
但国内市场上,其实已经有7nm光刻机。在2018年12月,SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三,目前国产最先进的光刻机,应该是22nm。
根据媒体报道,在2018年11月29日,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。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题:“重大突破,国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机,已经是重大突破。
22nm的光刻机,关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备,打破了传统路线格局,形成一条全新的纳米光学光刻技术路线,具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”,也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下,实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人,中芯国际不堪大用,澎湃芯片久不见进展,虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。