中国有光刻机吗
以我国现在的实力当然有能力生产光刻机。在很早以前,中国上海微电子SMEE就已经生产了SSB500/10A型号的光刻机产品,并且已经交付使用,不过,目前中国能够量产的光刻机性能最好的是90nm光刻机,和荷兰ASML公司最先进的5nm光刻机仍有着巨大的差异,然而制造先进光刻机技术的封锁,那我们还无法学到难道更为先进的光刻机技术,以致于现在国内所需要的高端光刻机也只能依赖进口。
现在,在高端光刻机领域荷兰ASML一直霸占了龙头老大的位置,他们生产的光刻机占据了市场份额的80%左右,可以说近乎垄断了高端光科技的市场,目前在世界上最先进的EUV光刻机也只有ASML能够生产,而这种光刻机的售价高达1亿美元一台,无论是Intel还是台积电所需要的14nm光刻机,都需要从他们这里购买。
其实我一直认为芯片技术是一门综合技术,光刻机技术就像一把“尖刀”,卡在我们心里,所以芯片就是生命,光刻机就是生命的保障。
但是,一方面因为国内光刻机技术的约束,对于我们来说,没有光刻机就像是一直在警惕这个芯片的危机。那么,芯片制造难吗?没有光刻机可以吗?
芯片制造的难度是通过制造步骤知道的
我们知道,如果一个芯片被成型并放入设备,需要四个步骤,即设计、制造、封装和测试。设计制造可以说是芯片设计的精髓。说到设计,高通、苹果、华为都是设计公司。
他们是用EDA软件设计的,必须提到的是,这个软件本身就是我们芯片设计领域的软肋。现在在设计上,华为已经能够满足我们的设计需求,关键在制造
先说一下芯片制造的步骤,这样你可能更容易知道芯片制造的难度。
第一步:我们需要的是把晶圆从沙子中提取出来,把提取出来的单晶硅做成硅锭,然后把硅锭逐个加工切割成晶圆,这就是所谓的晶圆。
第二步:这时我们又有一个因素制约着我们,在晶圆上涂一层光刻胶(可以用紫外线固化,但是很容易被水溶解)。这里需要提一下:光刻胶,主要来自日本和美国,特别是高端光刻胶,只有日本有涂胶显影机。
蚀刻后,不必要的涂层被溶解,留下光刻部分并形成凹槽。需要向沟槽中注入其他离子元素来改变单晶硅的电导率。
02筹码难度:一圈一圈
要知道在芯片这一步,我们缺的不仅仅是光刻机。甚至包括设计领域的EDA设计软件;制造领域:日本和美国的光刻胶钳,日本的胶显影机,荷兰的光刻机,日本的离子注入机都是关键部件。
作为一个中国人,真的不容易,所以所有的高科技都要自己开发。西方国家会限制中国需要的核心部分。只有靠中国人自己,没有别的办法。虽然我现在处境很不好,但我还是很庆幸自己是中国人。我很自豪。再过几年,世界上就只剩下中国和外国了。时间不宜过长。自己加油,中国加油。
目前国内能生产光刻机的企业有五家,最先进的是上海微电子设备有限公司,光刻机量产的芯片技术是90 nm,现在正向65 nm迈进,国外最先进的是5 nm,正向3 nm迈进。中间有9步的差距。按每一步4 ~ 5年的差距来看,还需要40年才能赶上。
我们都知道,自从华为在5G技术上占得了先机,美国就一直采取各种措施限制和针对华为,甚至直接采取干扰措施。此前,华为消费者业务CE0余承东表示,因为美国对华为实施的芯片制裁已经开始生效,作为华为芯片供应商的台积电,在此后将会终止与华为的合作,华为手机使用的高端芯片在失去供应商以后,过不了多久,华为手机就会出现无芯片可用的情况。
此消息一出,大家一方面因为美国的制裁感到愤怒,另一方面,则是非常惊讶,同时还感到了无法理解,现在的 科技 水平已经这么高了,华为更是国内的优秀企业,为什么芯片还得靠别人,而自己却没有能力造呢?很遗憾,但是事实就是如此,高端芯片,不但华为现在还造不出来,国内也很少有企业的制造水平能达到这种地步,最关键的原因就是,我国在半导体领域的技术还不够高,还没有达到那个高度,所以没有条件建造出精度更高光刻机,而如果没有光刻机的话,就完全没有办法造出符合条件的高端芯片。
其实理由也很简单,就一条,因为关键技术太难掌握造不出来,之前有过这么一句话,是评价光刻机的,他说,以我国目前的技术水平来说,我们造的出各种新式导弹,但是却造不出光刻机,所以说,光刻机的稀有程度比原子弹都高。这样的评价可以说是相当中肯的,现在世界上,有9个国家已经可以自行建造原子弹了,而且原子弹的数量还不少,可是完全掌握了高精度光刻机技术的,现在也就只有两个国家,日本和荷兰,差距非常明显。
所以,光刻机的技术难点到底在哪里呢?其中一个关键原因是,要想完成光刻机制造,这个国家的科学水平一定要非常高,而且底蕴深厚,积累足,不仅如此,想完成光刻机的建造,光靠自己是不可能的,其中要用到的很多东西,都必须从国外买。还有一个原因,研发时耗费的资金会非常多,可以说是天文数字。对于中国而言,钱都不是阻碍我们发展光刻机的原因,可是因为中国发展时间不足,所以对该行业不是很了解,熟悉程度也低,别说建造了,研制的时候究竟该从哪里开始,我们刚开始都是一头雾水。想要成功破解光刻机难度是非常大的,在中国看来,难度更是上升了一个档次,让我们在这个方面寸步难行的原因,除开客观条件的影响,还有一道壁垒横在我们面前,那就是西方国家依然还在对中国实行技术封锁,我们当初本来想从国外先引进光刻机,然后再自己进行研制的,所以就和荷兰商议了相关的细节,双方都已经决定交易了,可是美国横插一脚,百般阻拦,荷兰也没有勇气得罪美国,因为美国的再三施压,和中国的光刻机贸易计划只能一拖再拖。
这件事情发生于数十年以前,到了今天,在努力这么久以后,我国对于光刻机的研究又进行到了什么程度呢?根据官方给出的数据我们可以看出,现在来说,数据还不是特别理想,因为我们拥有的光刻机,它的制程是90纳米,而依然处于研制阶段的光刻机,制程缩短到了28纳米的样子,看样子的确是进步颗很多,但是需要注意的是,荷兰的光刻机制程可以达到5纳米至7纳米,我们可以非常直观的感受到,和真正意义上的高精度光刻机相比,我国在这方面还有很长的路要走,所以,华为现在完全没有办法自行制造华为手机需要的高端芯片,用华为的麒麟1020芯片为例,它的制程为最小的5纳米,国内的技术水平完全赶不上。
其实关于这件事情,我们只需要牢记一点就行,那就是,光刻机具有非常关键的意义,如果能拥有它,就代表着我国的科学技术水平又有了新突破,美国的芯片制裁带来的严重危机也在警醒着所有中国人,要是再关键的高新领域发展不起来的话,就相当于把命脉交到了别人手上,别人随时都可以在这方面拿捏你,这样的情况,会让中国在未来陷入困境。如果想彻底不再受制于人,中国必须在这些高新领域继续发展,继续保持全速前进的状态,加大马力,争取在短时间内提高自己的水平
据有关媒体报道位于上海的上海微电子装备有限公司将在今年内实现28纳米光刻机量产下线。 首先全球能做光刻机的也就只有荷兰的ASML、中国的上海微电子、日本的佳能和尼康,而且日本那两家早就江河日下。但是就算中国光刻机能排第2但是离第1的ASML还是差很多年。当然全球尖端技术并不是越多国家掌握越好。28纳米已经是比较先进的了,很多人认为半导体就只有晶体管尺寸和密度这一项,实际上半导体技术是棵参天大树里面包含了非常多的的子技术比如材料、汽车电子、封装等等,28纳米能做很多事,可以说除了顶级消费类电子产品基本都能用上了,就看半导体产业界怎么去用好。
其次上海微电子的供应链体系有多少是能确保完全自主的?ASML为什么被美国拿捏得死死的,就是关键零部件比如光源都是美国造的。如果上海微电子的供应链也是被卡脖子的,那这国产光刻机就打折扣了。
数据显示,全球芯片生产企业,多数都采用了ASML的光刻机,仅国内厂商,就购买超700台ASML的光刻机,而这些光刻机用于生产7nm以上制程的芯片。另外,ASML还推出了更先进的EUV光刻机,其可以生产7nm以下制程的芯片,也是全球目前唯一一款能够生产制造7nm以下制程芯片的光刻机。遗憾的是,EUV光刻机虽然先进,但产能不足,大量的EUV光刻机被台积电、三星买走,其他厂商要想购买、安装EUV光刻机,需要排队等待。另外,由于美国的缘故,ASML的EUV光刻机也不能自由出货,国内厂商订单了一台EUV光刻机,至今ASML都没有发货。
而国产的28纳米光刻机完全属于中国制造,不仅出货将不会受到限制,国内的所有厂商都能购买使用,而且光刻机是我们中国制造,使用时我们也会更放心。如今,即将下线的28纳米光刻机,以及已实现量产和领先的国产蚀刻机等设备,终于具备了组建纯国产芯片生产线的能力,同时也有可能量产出能够满足国内大部分厂商需求的芯片。