当然有可能了,但是如果华为将精力用于研制光刻机,那么势必拖累其他环节的研发生产。再者光刻机并不是一朝一夕可以产出的,光刻机是重资金重技术的行业,没有几十年的功力,要追赶上ASML(阿斯麦)是有一定困难的。
但是也有很多困难,因为华为是一家通讯制造为主的企业,核心重点在于通讯领域,并非计算机的芯片产业;光刻机的投入相当巨大,并非华为一家企业能够承受,势必会将华为的发展带入恶性循环。即便美国实施科技封锁,但是市场经济全球化将会是未来发展的主要旋律,并非任何事物均需要自研。例如光刻机中的光学镜头由德国Carl Zeiss提供,光源由美国的Cymer提供,不可能任何部件都实现自行研发。
国内并非没有光刻机的生产企业,比较有名的就是上海微电子装备(集团)股份有限公司(SMEE)。这家公司成立于2002年3月,是在国家科技部和上海市政府共同推动下,由国内多家企业集团和投资公司共同投资组建的高科技技术公司,是生产芯片光刻机的国内唯一企业,也是国家重点扶持科技项目。目前主要致力于大规模工业生产的中高端投影光刻机研发、生产、销售与服务。
这家企业最大的股东为上海电子(集团)总公司,第二大股东上海科技创业投资有限公司,均为国有企业,可以说国家是在背后出力的。MEE把光刻机从设想变成了图纸、把图纸变成了产品、把产品变成了光刻技术的突破,但是目前SMEE能够生产的光刻机还落后于老牌的ASML一代。光刻机从出现到现在一共历经了五代,现在荷兰的ASML已经可以生产出第五代最先进的7nm的光刻机(量产),而上海微电子最先进的只研发出了第四代的90nm,且尚无法量产。所以华为现在要做这个的话难度不是一般的大。
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。在微观世界中,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。
看到非官方消息,华为和中科院合作,研发出了8nm光刻机。下面分析消息的可信度和技术可能性。
一、芯片制造流程简介
先大概解释一下芯片制造过程,以便大家理解下面的技术姓内容。了解这个流程的话可以直接跳到二阅读。
这里略过和主题无关的晶圆制造和封测环节。
你可以想像一下刻图章的过程。假定我们要刻一个yin文(和阳文对应)图章(字凹陷,背景凸起,需要把字的笔画扣掉),上面两个字:“仁义”。下面的例子是为了说明芯片制造方法,真正刻图章没这么麻烦。步骤大致如下:1. 设计:在纸上设计要刻的字。2. 刻模:把字的笔画用刻刀刻掉,这张纸称为字模。3. 印章刻字表面强化处理(实际刻印章没这一步)。4. 涂漆:在印章基底材料上涂一层油漆。5. 字模复录:把字模复制在漆上(在漆上铺字模,描笔画)。6. 显字:除去被字笔画覆盖处的漆,无笔画处的漆保留。此时印章上没有漆的部分显示“仁义”二字(这里忽略镜像反转问题)。7. 刻字,即把没有漆的部分用刻刀刻掉。8. 除漆,把剩下的漆洗掉。
制造芯片的步骤和上面的刻图纸步骤一一对应(略去其他与本文内容无关的步骤,如基底抛光和多个清洗步骤等等):1. 芯片布局/布线设计(相当于设计)。2. 制作掩模,即根据设计来制作布局图案掩模(相当于刻模)。3. 晶圆表面氧化(相当于印章刻字表面处理)4. 涂胶,即在基底材料上涂敷光刻胶(相当于涂漆)。5. 光刻,即用光线穿过掩模板照射光刻胶(相当字模复录)。 光刻机用在这一步。 6. 显影,即除去光线照射过的部分光刻胶(相当于显字)。7. 刻蚀,即除去晶圆表面的氧化膜,露出下面的高纯硅(相当于刻字)。8. 除胶,即把晶圆表面剩余的光刻胶洗掉(相当于除漆)。
光刻得到的效果是:硅晶圆表面的二氧化硅薄膜的图案和掩模完全一致,相当于把掩模上的图形转移到晶圆表面的二氧化硅上,使二氧化硅表层开有和掩模完全一致的无数天窗,为后续工序做好了准备,仿佛批量复制了和掩模图形一致的二氧化硅薄膜贴在硅晶圆表面上。
造芯片到这里还有一步:掺杂,即在不同工序中把不同金属离子注入无数天窗下面的硅基底中,使这些区域改变特性,形成需要的半导体电气性能(即形成P型或N型半导体,两种不同半导体微小区域之间形成单向导电的P/N结,连续的三个PNP或NPN区域含有两个P/N结,形成具有放大作用的三极管,这是集成电路的最基本元件)。
需要指出,超大集成电路芯片极为复杂,需要几十步工序,步骤1对某种芯片只需要一次,步骤2也只需要一次,但是需要为每道工序制作一个不同掩模。步骤3到8需要重复数十次,每道工序一次,每次使用不同掩模,而且不同工序的具体步骤可能区别很大,比如布线工序就有很多不同,但是光刻步骤总是需要的。
二、光刻机研发难点与芯片成本
光刻机零件数万,最关键的是三个部件:EUV光源,透镜组,高对准精度工作台。要是能解决这三个部件的问题,其他零部件的攻关难度可能小一些。已经清楚这些问题的可以直达三。
几个光刻机影响良率和生产效率,最终影响产品成本的关键因素:
1. EUV光源的功率。 光源功率越大生产效率越高。因为根据晶圆面积(通常用直径衡量,常见的有5、8、12英寸)和单个芯片的大小,一片晶圆可以排列上数十到数百个芯片。掩模一般只覆盖一个芯片,一道工序中晶圆上每个芯片需要曝光一次,一片晶圆排列500个芯片的话单一工序需要曝光500次。光刻胶感光敏感度一定的情况下,单一芯片一道工序彻底曝光需要的时长取决于光刻机输出功率或者光强,输出功率越高曝光所需时长越短,生产效率也提高了。
这里跳过EUV光源的视场和发光效率两个指标。
2. 镜头组光学岐变。 光线通过镜头会产生岐变,最明显的例子是超广角镜头成像时边缘岐变极为明显。多种因素可能造成岐变,如果岐变过大,经过掩模投影到光刻胶上的图形也相应产生岐变,造成良品率降低。
3. 移动工件台的定位精度。 因为单个芯片需要多次曝光,而为了曝光晶圆上的多个芯片,首先相邻芯片的间隔必须精确,其次,同一个芯片每一次曝光必须与之前的曝光位置精确对准。工件台定位精度差会造成良率下降,是决定良率的主要因素之一。
4. 工件台运动速度。 一个芯片曝光需要的总体时间是工件台移动到这个芯片的位置并定位完成的时间加上单纯曝光时间。因此移动和定位的速度越快生产效率越高。这个指标和定位精度互相矛盾。
生产线的良率和生产效最后都反映在最终的芯片成本上。
晶圆生产线上的其他设备处理一道工序的时间是按照晶圆计算的。比如单次掺杂工序,整个晶圆上的所有芯片一次处理完成。但是光刻工序是按照晶圆上的芯片数量计算的,即一片晶圆的一道曝光工序所需总体时长是单一芯片定位加曝光时长乘以晶圆上的芯片数量。因此一定产量的晶圆生产线上的光刻机比其他设备多,而且光刻机效率越低,一定产量生产线需要的光刻机越多。因此光刻胶的效率影响生产线造价和运行成本,最后 低效光刻机增加的生产线成本也使芯片的资金占用和运营成本提高。
三、消息真实姓分析
如果这个消息是编的,那么为什么不编7nm,偏偏编大家都不习惯看到的8nm?这是间接证据,不过硬。此外只能从技术角度分析了。
国产工作台似乎以前已经过关了,据说可以达到一点几nm的对准精度,8nm光刻机的话够用了,但是运动速度指标(直接关系到生产效率)不清楚,也许比国外最高水平差一些,无非是单片产品成本高一些。
EUV光源其实国产也有了,不过以前功率远远不够,结果就是需要的曝光时间太长,一个是需要配套的光刻胶更灵敏,难度很大;另一个是严重影响生产效率。不知道怎么解决的。个人认为,光源功率提高了有可能,但是达不到可用水平(比如提高后只能达到一分钟或数分钟完成一次曝光)。那么多路EUV光源并联可能是一个可行途径,但是即使这样可能仍然达不到asml的曝光效率水平。
镜头的关键是高精度,不然岐变太严重会导致掩模图形投影到芯片上时失真太大,尤其是镜头周边岐变更严重。镜头高精度加工技术可能有突破,但是如果不能达到理想水平的话影响成像光场面积(边缘因为岐变大不能用)和产品良率。
把焦距拉近能使成像质量改进一些,但是同等euv光源强度在更近焦距时光强度下降,这又增加了曝光时长,降低生产效率。
所以,以前中国的EUV光刻技术不是没有实现,而是技术水平不达标,用于批量生产光刻机效率和良率无法和ASML的产品竞争(还有视场小的问题,制造不了大芯片,略过不提)。
但是这样凑合出来的只具有较低生产效率和良率的光刻机能解决华为没有芯片的问题,是救命的。那么这两个影响芯片成本的问题对华为来说似乎可以忍受,因为活下去是最高优先级。
但是还有一个因素:华为秘密研发了很多技术,以前是锁在保险柜里,被制裁后陆续拿出来一些。到底有哪些,有多少外界都不清楚。 你永远也不知道下一刻华为能从兜里掏出什么。
比如,华为手机公开的一项技术: 计算光学 。就是用算法补偿镜头的岐变,用在成像之后根据已知的镜头岐变矫正照片数据的像素位置,亮度和颜色。个人觉得,华为可能把这项技术用在光刻机上,镜头不太行就用算法分析这套特定镜头的岐变,然后分析岐变产生在哪里,再针对某个或某几个镜头的特定位置做精细微调(研磨),反复多次,最后达到较好效果。这样一来镜头组加工成本会大幅度增加,但是华为目前可以接受。
类似的思路还有一个,即根据镜头组的特定岐变特性制作主动岐变掩模,抵消掉镜头组产生的光学岐变,使得通过掩模投影到光刻胶平面的图形岐变较小。不知道这个思路难度有多大,可能需要EDA软件能按照特定岐变数据生成岐变补偿掩模设计,或者用一个单独的软件,以EDA的输出作为输入,生成岐变矫正掩模数据。
这是我们知道一些线索的,可能会有其它黑 科技 也说不定。
比如,是否有可能是华为拿出了黑 科技 ,这个传闻中的光刻机采用了和ASML现有技术路线完全不同的能大大简化光刻机实现难度的技术路线?这样做还可以规避诸多专利壁垒。
比如 X射线光刻机 ?其波长更短,更有益于提升制程。生产高制程手机芯片时,其他条件(光刻胶感光灵敏度、光刻机输出功率,芯片产品制程等等)相同的情况下,波长更短X射线光刻机的生产效率比EUV光源成倍提高,因为波长较短,加工制程比EUV光刻机基础制程高的芯片需要增加的重复曝光的次数对X射线光刻机不再需要了,因此能够大大降低工序数量,提高生产效率。
问题是X射线穿透姓极强,掩模制造难度不小。可能只能用铅合金试试。还有X射线的聚焦问题,普通光学透镜不管用,要采用全新的方法。所幸这种X射线聚焦方法已经在1991年出现了,当时用于放射线治疗装置,现在当时的专利已经过期了。还有X射线管及其聚焦光路的输出功率问题。X射线敏感的光刻胶也是全新的。
这种X射线光刻机的技术路线与ASML现有光刻机完全不同,如果相关技术问题能被解决,那么中国可以直接跨入下一代光刻机领域,光刻机将不再是制程提升的主要限制因素。
还有一个可能性,用美国科学家发明发明的利用空心玻璃毛细管束聚焦X射线的方法聚焦极紫外光,这种方法用在光刻机上就不再需要光学镜头。
所以我个人认为,现在研发出8nm光刻机的可能性存在,但是这么快还是让人惊讶,或者对我来说说可信度似乎较低。不过,据说中芯国际承担国产芯片需要的设备和材料等等的验证。如果现在8nm光刻机真出来了,不出意外应该还是中芯国际担任验证工作,需时估计大约一年左右(比成熟产品要长)。是否是真的需要一年之后再看。
从@Jim博士 的光刻机系列文章中获得了不少知识,仅在此表示感谢。
原创不易,谢谢支持。
目前有消息称华为将小规模自建IDM,由自己掌控芯片设计、生产、销售,从而满足自己业务的需求。这是华为应对当前断芯的一条新路线,想要实现困难很大,资源消耗绝对是天价,但是的确具有一定的可实现性,也能帮助华为现有业务。
但是,即便华为最终能自建IDM体系,也不代表华为能造出光刻机来,这根本不是华为能干的领域!
1、华为无光刻机资源累积,从零起步不可能
现在国内很多网友给我的感觉是魔症了,整天想让华为干这干那,可问题是华为只是一家私人企业,或许能在半导体这个领域干出一番很牛逼的业绩来,也能为整个芯片产业上下游提供不小的帮助,但你不能让华为将整个产业链的事情全干了!
华为目前业务体系只涉及到了芯片设计领域,当然从业务的相通性来说,部分上下游的业务华为也有能力参与,比如下游的封装,上游的代工,华为都有能力派遣自己的技术人员提供帮助,甚至部分技术人员是有能力流动到上下游的企业中工作。
但是,这并不代表华为当前有实力去研发光刻机!生产制造设备这完全是另一个领域的事情了。
光刻机是一个很庞大的体系,即便是ASML也只是系统集成商而已,其同样要向全球采购一些精密零部件才可能组合成高端光刻机,同样也需要花资源去研发各个核心子系统。这些工作华为根本没有实力来完成,光美国的制裁就已经掐断了华为全球采购零配件途径来制造光刻机。
2、我国正全力研发光刻机中,无需华为重复投资
现在光刻机我们是在靠举国之力来研发,虽然上海微电子目前只能量产90nm节点的光刻机,但事实上国内已经研发出了先进光刻机需要的核心子系统,如双工件台、浸液系统,光源等等,这些核心系统的攻关已经让上海微电子具备研发出28nm节点光刻机的能力。当前业内的消息是这个台光刻机将于年内下线,未来2年应该能实现量产。
在已经有上海微电子以及其他科研团队和厂商产业化的情况下,华为也根本没必要去趟制造光刻机的浑水,不仅耗时耗资源,而且也会影响本身的业务。
Lscssh 科技 官观点: 因此,华为是根本不可能去自建光刻机的,没有这个技术累积,也没有庞大的资金来支撑,能小规模自建IDM就已经是非常牛的操作了。
最后想说,各位还是放过华为吧!别整天让人家研发这个,又搞那个的,人家又不听你们的,何必自嗨呢?
最近一段时间网上一直在流传华为有可能建立自己的芯片生产线,甚至有可能自己研发光刻机。
虽然很快这则招聘信息被删除了,但是大家都将这则招聘信息解读为华为有可能正在研发自己的光刻技术。
而最近两天网上又传出华为将要自建IDM(Integrated Device Manufacture)模式转型,这种模式就是从设计——生产——手机终端等等,都是自己家生产,华为最终的目的就是打造像三星、英特尔那样具备自研自产芯片能力的超级企业。
华为之所以选择这条路线实属无奈,因为最近两年时间华为一直遭到某些国家的打压,在某些国家制裁之下,华为不能将自己的芯片委托给第三方芯片厂家进行生产,结果有可能导致自己即便有先进的芯片设计能力,也不能将这些芯片生产出来。
在这种背景之下,华为只能投入巨额资金去建立自己的芯片生产线。
但至于华为有没有研发自己的光刻机,目前我们暂时没法知道,虽然华为之前发布过一则关于光刻工艺的招聘岗位,但这个岗位有可能也是跟芯片设计有关的,因为在芯片设计的过程当中也要考虑一些光刻工艺技术。
再说华为只发布了一个岗位,如果他们真的有意研究光刻机,那肯定会招很多人的,所以从目前华为的动向来推断,他们应该不会自己研发光刻机,打造自己的芯片生产线倒是有很大的可能性。
而华为之所以没必要研发自己的光刻机,因为光刻机研发难度非常大,而且需要投入的资金非常多。
光刻机作为全球最顶尖的制造设备之一,目前只有少数国家掌握光刻机的制造技术,特别是对于7纳米以上的高端光刻机来说,目前更是只有荷兰ASML一家可以制造。
而且荷兰也并不是完全依靠ASML自己把光刻机研发出来,ASML的成功事实上是很多国家共同努力的结果,其背后有很多核心零部件都是由其他国家的企业供应的,比如镜头来源于德国的蔡司,光源设备来源于美国的企业,还有很多技术都来源于日本,美国,德国等多个国家。
而这里面有很多核心零部件西方国家都是对我国限制出口的,这意味着即便华为有意向研发光刻机,但是如果短期之内不能获取一些核心的零部件, 所有的核心零部件都要自己去研发,这个过程会非常漫长,也不一定取得很好的成果,想要达到ASML那样的水平就更难了。
也正因为考虑到光刻机研发的难度以及周期非常长,所以华为应该不会自己投入太大的精力和时间去研发光刻机。
我个人认为华为最有可能的是投资入股目前中国一些具备光刻机研发实力的科研机构或者企业。
毕竟最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了一些积极的成果,比如上海微电子研究所已经成功研发出28纳米光刻机,预计将于2021年底正式投产。
再比2018年8月份,清华大学的研究团研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第2个具备开发双工作台光刻机的国家;
到了2019年4月,武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限,采用远场光学的办法,成功刻出9nm线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新,这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断,在这个全新的技术领域内,我国从材料、软件到光机电零部件都不再受制于人,使得我国的光刻机技术又向前迈进了一步。
2020年5月26日,由中国科学院院士彭练毛和张志勇教授组成的碳基纳米管芯片研发团队在新型碳基半导体领域取得了重大的研究成果。
2020年7月中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张子旸与国家纳米中心研究员刘前合作,成功研发出了一种新型5nm超高精度激光光刻加工方法。
由此可见,最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了比较喜人的成果,虽然目前我们跟国际顶尖水平仍然有较大的差距,但至少这种差距正在不断缩小。
我相信未来5~10年,我国光刻技术肯定会取得突破性的发展,到时说不定我们的光刻技术就有可能达到世界先进水平,甚至是领先水平,在这种情况下,华为就可以使用国产的一些光刻机,不用担心被西方国家限制的问题。
最近,华为的一张招聘启事刷屏了,内容主要是华为东莞基地招聘光刻工艺工程师,这说明华为已经开始布局光刻机产业,由于美国的围追堵截,目前台积电已经公开宣布不会再给华为代工芯片,所以华为目前没有别的选择了。
中国目前的光刻机工艺水平
中芯国际目前虽然通过N+1工艺绕过了光刻机的限制,可以生产7nm芯片,但是毫无意义,中芯国际仍旧使用了部分美国设备,要遵从美国的法规,否则可能也会受到制裁。
上海微电子据称明年可以生产28nm光刻机,这与国际水平的差距还是非常大的,开始的时候我们是跟人家在同一起跑线,但是越到后面越落后,因为中国根本就没有相关配套产业链,随着制程越来越先进,相关配套要求越来越高,我们开始跟不上国外的节奏,最后只能放弃,90年代上海微电子从0开始,中间遭遇美国打压,零件无法进口,又停滞了,后来国家联合科研院所攻关才成功实现90nm光刻机的研发。
光刻机的难度
首先就是设备过于复杂,因为光刻机的部件很多,包括离子注入机,单晶炉,刻蚀机,氧化炉等等,需要的材料也很多,包括电子级多晶硅,光刻胶,电子气体等等,这里列举的仅仅是极少的一小部分,所以要把如此复杂的设备搞明白的话,是一件非常困难的事情。
其次就是想要收集这些零部件太困难了,高达8万多个的零部件分别来自几百家公司,更何况缺少图纸,难怪荷兰ASML公司说中国永远造不出顶级光刻机。更别说美国还从中作梗,一旦挥舞制裁大棒,国外公司都不会给我们供货。
某人说我们可以仿制,AMSL公司为自己的每一台光刻机都配备了被动预警装置,如果被拆解的话,不仅会向总部发出报警信号,而且会启用“自毁”程序。
华为能多久做出来光刻机?
目前虽然华为遭遇困难,但是只要研发能力在,根基就不会被动摇,不给华为代工,大不了不卖手机,不卖基站了,转型搞研发和大学一样,还有中兴可以搞5g,国家发工资给华为,十年后搞出光刻机,把研发的成果商用化,直接起飞。
总结:中华有为
中国制造核弹,国外认为不可能成功,中国制造太空飞船,国外认为不可能成功,中国制造北斗导航系统,国外认为不可能成功,所以一件事能不能做到,不在于有多难,而在于有多大信心,5G技术不难吗?不是一样被我们拿下了,我们不能盲目自信,但是也不能妄自菲薄,中国人的智慧是毋庸置疑的。
最近有传言华为正在招聘“光刻工艺工程师”,因此不少网友纷纷猜测:华为这是打算自己做光刻机吗?甚至还有人说华为能够在2年内搞定5nm的光刻机,这就有些太夸张了,事实也并非如此。
虽然800万块芯片从数字上看起来很大,但是相对于华为旗舰手机的销量只是杯水车薪。根据官方数据,上代华为Mate 30系列上市60天全球销量就突破了700万台。因此800万麒麟芯片也只够华为Mate 40系列卖三个月。因此也有传言称,华为正在寻求和联发科甚至三星、高通的合作,前不久华为就一口气发布了4款搭载联发科芯片的手机和两款平板电脑。
但是联发科等企业同样也受到外界的压力,在最严重的情况下,华为可能连第三方芯片也无法采购,这样一来华为的终端业务就将面临停摆,甚至运营商设备业务也会受到影响。在这个大背景下,华为寻求制造光刻机,走自研芯片的道路也是一个求生的方向。
那么华为能够在短时间内造出光刻机吗?很多业内人士都不是特别看好,因为光刻机的原理虽然很多专家都懂,但制造工艺基本上都掌握在欧美发达国家手中。而且用于处理器的光刻机对精度的要求非常高,因为它本身就是用来生产纳米级芯片的。
以荷兰的ASML光刻机为例,它每一台设备都需要实时联网,通过网络加载中控程序才能正常运行,而这些运营程序软件同样是掌握在外国人手中的。毫不夸张的说,一旦ASML把网络断了,咱们买回来的光刻机就是一堆废铁。而ASML光刻机由售方的技术人员安装调试完毕之后,就不能移动了,稍微有点异常就会断网。因此就算那么大一台ASML光刻机摆在我们面前,我们也很难仿制出一台。
而华为是一家网络通信和移动终端企业,基本上没有什么光刻机的技术储备。就算现在开始招人做光刻机,没有上十年的时间和百亿级别的投入,是很难看到成果的。
更何况我们国家已经有可以生产光刻机的企业,比如上海微电子已经造出了90nm的光刻机,虽然和台积电的5nm相比差距还有20年,但好歹也有一个具体的方向。所以与其让华为从无到有打造光刻机,还不如将相关人才集中到上海微电子这样的国产光刻机企业,发挥出“集中力量办大事”的精神,花大力气缩短制造高精度光刻机的时间。
而事实上,这次华为所招聘的“光刻机工艺工程师”也是属于研发人员,而不是技术人员。这个职位主要是在光刻机代工厂驻场,来监督和把控芯片工艺制造流程的,并不涉及光刻机设备的生产与制造。
所以我认为,华为接下来自己制造光刻机的可能性不高,因为这个难度太大了。 但是华为会加强与国内专业芯片供应链的合作,比如与中芯国际、上海微电子合作,派驻研发人员一起来攻克光刻机的难关。 相信在国内企业的共同努力下,未来一两年内实现28nm甚至14nm光刻机完全自主还是有可能的。而到了14nm这个级别,至少用在手机和通信设备上是没有问题的,可以保证华为的主营业务存续,剩下的则仍然需要慢慢追赶。至少光刻机技术最多也就到1nm,这就像是龟兔赛跑,虽然对手已经跑出很远了,但终点就在那里,只要肯投入研发力量,总有一天可以抵达的。
不知不觉在很多朋友的眼里华为已经开始神化了,感觉华为缺什么就能自研搞出什么,现在既然被光刻机卡住了脖子,那么自研个光刻机不就行了?但从华为现在的处境上看,华为不可能也不会在光刻机领域深耕。
华为并没有相关的技术积累
最近几天一张 华为招聘光刻工艺工程师 的截图火了,很多人以为华为要开始自研光刻机了。于是我也去网上搜索了华为相关的职位招聘,但是并没有发现这个岗位,所以 这大可能性是一张假图片。
况且华为真的有能力造出光刻机吗?这个答案也是否定的。 就像是建房需要地基一样,华为并没有在光刻机领域深耕,自然也就没有造出光刻机。
虽说华为确实有芯片自研的能力,也可以派遣技术人员去代工厂监督指导,可能对光刻机的生产流程也有一定了解,但是面对目前算是全世界最顶尖 科技 的成果光刻机, 华为依旧是有心无力 。
华为即使自研也没法绕过美国禁令
如果华为真的想要自研光刻机,那么摆在华为面前的头等大事就是 如何绕过美国的禁令 。
中芯和台积电为什么被迫向美国低头,拒绝为华为代工?最重要的原因就是在加工的过程中用到了美国的技术,这算是绕不过去的一个坎。
同理在光刻机自研的领域也一样, 如果华为想要走自研的道路,那就不能用到美国的技术,这就意味着华为必须走出来一条区别于现有的光刻机的完全不同的道路 。这种从0到1的创新,对任何公司来说都是不可能完成的任务。
光刻机领域并不需要华为
光刻机领域真的需要华为这个后来者吗?这个答案一定的否定的。
目前 上海微电子已经生产出90nm制程的光刻机,据说在2021年将会上市28nm的光刻机。 虽说和ASML公司依旧有着十年以上的差距,但是比华为从无到有明显的更具有优势。况且术业有专攻,华为肯定不能什么都自己干,那样华为肯定会被逐渐增多的产业链完全拖垮,最终也是得不偿失的。
把专业的事情交给对应的公司来做,这样华为也会活的轻松一些。
华为目前能做的还是联系一切力量逼迫美国收回禁令,否则就算是中国生产出自己的能够满足华为要求的光刻机,华为的麒麟系列和手机业务估计也要凉透了。
咱们要华为造光刻机,华为会说:“我实在是太难了!ASML自1984年从飞利浦独立到现在EUV 5nm量产花了30多年,而我在光刻机领域是0基础,光刻机这玩意比造火箭、原子弹难多了。”
光刻机霸主AMSL封神之路
AMSL曾说过:“如果我们交不出EUV,摩尔定律就会从此停止。”事实确实是AMSL在光刻机领域已经完全登顶了王座,并且没有人能望其项背。EUV重达180吨,拥有超过10万个零部件,90%的关键设备来自外国而非荷兰本国,ASML作为整机公司,实质上只负责光刻机设计与集成各模块,需要全而精的上游产业链作坚实支撑。通俗一些讲:就算给你EUV完整的图纸和配件,也很难调试出光刻芯片的精度。
台积电能吃下苹果、华为5nm订单,背后少不了AMSL的存在。芯片制造想要突破10nm以下节点,必须要用到EUV。EUV仅AMSL一家能造,不管是台积电、三星想要造成芯片,只能乖乖的向AMSL订光刻机。
翻开近几年全球芯片产商的光刻机订货单,其中绝大多数订单都属于AMSL,AMSL已稳居第一10多年。如:2019年,AMSL共出货229台,净销售额为118.2亿欧元,净利润为25.2亿欧元,而尼康出货46台,佳能出货84台。在高端光刻机机(EUV)市场,仅AMSL唯一玩家。
早期的光刻机并不比一台照相机和投影机复杂,但随着芯片关卡等级指数级难度系数增加,光刻机的复杂程度和精细度也呈指数级难度系数增加。日本的尼康、佳能,美国的Kasper仪器、Perkin Elmer、Cobilt、GCA等公司陆续被AMSL踩下。
世界芯片产业格局
芯片制造业经过多年的沉淀和技术发展,已经呈现了金字塔形的产业结构。有能力制造芯片的仅限英特尔、台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、华虹等几个头部企业。英特尔、台积电、三星都在积极开展10nm、7nm及更先进制程,格罗方德已经宣布无限期停止7nm制程的研发,而中芯国际由于技术的代差还在努力的追赶。
目前只有台积电、三星、中芯国际有能力大批量生产手机芯片,中芯国际的技术远不如台积电、三星。华为、苹果、AMD、高通、联发科都不是自己制造芯片,而是将自己已经设计好的图纸给芯片代工厂生产。
“芯片设计→芯片制造→封装测试”这样的模式有以下优点,这些优点是自己设计、自己生产时代很难实现的。
如果将芯片制造比喻成建房子,华为设计了房子的蓝图,设计能力越来越强但没能力建房子,于是叫了技术成熟、有经验的台积电来施工。台积电可以把设计图更好的还原出来,且稳定不容易出问题。即使华为自己可以施工,一时半会也不敢直接做,因为时机还不够成熟。
华为的现状
了解华为 历史 的都知道,它是做通信设备起家的。通过在通信行业多年的经验积累,逐步将自己的核心竞争力转移到了手机、芯片、AI、云计算、物联网等新兴领域。仔细观察就会发现,这些领域跟华为本身是密切相关的。这些领域研发可以平滑过渡,并不需要很长的时间成本,短期都能获益。
从2020年上半年的业务构成来看,消费者业务占比57%(2019年上半年首次超过50%,2019年全年占比54.4%),并且始终保持快速增长。
在未来,华为还将以消费者业务为核心,以手机为主入口,以平板、可穿戴设备等为辅入口,结合泛IOT设备,为打造用户全场景智慧生活做准备(鸿蒙系统也是为未来的IOT做准备的)。
苹果也属于以消费者业务为核心的 科技 型公司,核心在于洞悉市场动向,提高用户粘性,吸引客户。芯片、手机是自己设计的,但芯片生产交由台积电,手机生产交由富士康,因为苹果知道自己生产芯片、手机是一件吃力不讨好的事情。同样华为也知道,更别提再去制造光刻机。
总结
短期内让华为自己制造光刻机、芯片是不切实际的。从一个企业的角度来看华为,要维持一个体量这么大的企业运转,那么就一定要保证资金链的正常运转。光刻机制造、芯片制造要花费很多人力、巨量的资金、很长的时间,并且短期内是不太可能获取利润。
但未来有无限可能,比如华为采用ARM的授权架构设计了华为系列芯片之前,谁能想到华为会涉足芯片设计。谁都不能预见未来华为会不会与光刻机制造、芯片制造产生交集。让我们拭目以待。
以上个人浅见,欢迎批评指正。
首先要知道的是华为产业根本不涉及光刻机领域,所以从零开始进军光刻机行业基本是不可能的。最好的方案就是联合国内光刻机行业的一些龙头企业进行联合研发,以此来研发比较高端的光刻机。
就目前来讲高端光刻机领域完全被荷兰的ASML所垄断,7纳米euv光刻技术全球仅有阿斯麦尔掌握,所以Asml在光刻机领域可以说是领先全球。像日本尼康佳能等还有我国的上海微电子跟啊斯麦尔的差距还是很大。
其实之前的时候高端光刻机领域应该说是佳能尼康也有一席之位的,但是由于ASML特殊的商业模式导致全球高端光刻机市场都被ASML所占,这也直接导致佳能尼康退出了高端光刻机市场。
再来回到华为这边,华为的优势在于其5G技术以及芯片设计等,芯片设计和生产都是芯片制造中非常重要的一环,而芯片生产最重要的也就是光刻机,几个月前美国针对华为的制裁也是从芯片制造这个点扼制华为。
所以说高端芯片制造还是我们的一大弱点,未来在高端产业的创新力我们还有很长的路要走。
华为现阶段想要造出光刻机是不太可能了,最多也只能是参与合作进行共同发展。
首先我国相对于荷兰的光刻机水准相差甚远,就比如我国现在最先进的制程工艺是28纳米的,就连中芯国际的14纳米工艺也是台积电合作提供的。而荷兰的光刻机已经可以做到5nm的工艺,甚至再往3纳米去发展。所以这种差距一目了然,华为作为一个零基础想要后来居上的企业是非常艰难的。毕竟我国已经投入了这么多,但现在差距还是很大。
其次华为也没有必要再去花这么多的钱去投入制造光刻机,因为现在光刻机已然到了一个非常成熟的阶段,现在最艰难的地方就是应该去怎么样去跟别人合作。不管怎么说华为也只是一个民营企业,想要他做所有的事情是完全不现实的。所以很多人对华为抱有期待,想要华为研制出光刻机并完成全线的自主生产是不太现实的。
所以至于华为多久能造出光客机这个问题上现在是没有答案的,因为华为要想最终能制造并且生产也只能跟别人去合作或者参与入股这样的方式来实现。
说实话真心希望能造出来 也真心知道难如登天 这个机器举全国之力都未必成功 如果华为成功 那只能说美国太慧眼识英雄了 华为有独自对抗八国联军的实力了 期待华为成功!作为中国人即使不喜欢华为也请不要伤害~现在真的很难了自己人就不要添乱了
网上有曝光华为招聘“光刻工艺工程师”的消息,我也看到了。如果属实的话,华为现在面临的困难有多大可想而知。
按照常理,在全球化时代,一家企业要包揽产业链从上到下的所有环节既不现实,也不经济,但美国的制裁逼得华为只有另起炉灶,自给自足。
说到华为多久能造出光刻机,其实国内能造光刻机的。中国于1977年研发成功第一台光刻机,1978-1985年先后研制成功三台光刻机。现在上海微电子的90nm光刻机可以商业化。有消息说,上海微电子会在十三五 科技 攻关拿下28nm,28nm应该2021年试制,2022年批量。虽然技术和国际先进水平有相当大的差距,但是任何困难都难不倒勤劳、智慧的中国人民。