我国光刻机发展怎么样了?光刻机在我国为何如此重要?

2024-05-04 14:48

1. 我国光刻机发展怎么样了?光刻机在我国为何如此重要?

我国的光刻机处于世界的先进水平,但没有达到顶尖水平:
我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机,可以满足日常的射频芯片,蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片,已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家,进入光刻机的顶尖水平,还需要数10年的时间研究和发展,这就好像在一根头发丝上的1/10000处,雕刻一栋楼房的难度是差不多的。

光刻机在我国之所以如此重要,是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持,例如手机芯片,一些重工业行业,机器的芯片,还有很多高新科技产业的核心技术,都需要用光刻机来研发芯片,没有了光刻机,我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态,因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口,只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。

只要光刻机达到顶尖水平,我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究,在我国除了自身的发展以外,大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程,当光刻机的技术达到了顶尖水平以后,我国将不会再依赖外国的汽车芯片,拥有自主研发的中国芯片,安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性,另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。

总而言之,光刻机的技术非常重要,但难度也非常大,有专家预计在未来的十年到20年中,我国的光刻机技术可能会得到质的突破。

我国光刻机发展怎么样了?光刻机在我国为何如此重要?

2. 为什么光刻机如此重要?

总结下来,主要有以下几点:
1、技术上壁垒高。
ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言:高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。
“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例,为我们生产镜头,各种反光镜和其他光学部件,世界上没有一家公司能模仿他们。此外,我们的机器完全装有传感器,一旦检测到有异常情况发生,Veldhoven总部就会响起警报。”
2、长周期投入。
光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道,前期的投入很高收益很慢,有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上,有时候全年负增长也是常态。
据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露:“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”,而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。
3、更换供应商成本太高。
买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元,重达180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。除此之外,磨合与提高良率都需要时间堆砌,只要没有大的技术变革,厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。
台积电(占据全球晶圆代工的大半壁江山)、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户,其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东,三大巨头转投其他家的可能不大。


光刻机之所以重要,在于它是实现摩尔定律的基础:
摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼,如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管,这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。
EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性,目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机,客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。
ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备,大概一半供给了台积电。

3. 中国为什么需要光刻机?

中国需要光刻机其实是为了解决芯片问题。众所周知,美国对华为进行了芯片制裁,也就是说只要使用了美国的设备或者美国技术的半导体公司,都不可以继续为华为生产芯片了。华为本来最有卖点的就是自研的麒麟芯片,但是如今没有人愿意给华为代工,那么华为就没有芯片可以使用了。

电子芯片的制造而现在市面上大部分的芯片全部都是电子芯片,如果想要在制造电子芯片上面有所突破的话,就需要要使用到光刻机,特别是高端的电子芯片,离开光刻机就没有办法完成。台积电因为每年都可以从ASML公司拿到一半的光刻机,所以它在半导体领域才会拥有这么大的优势。

台积电目前已经开始研究2nm工艺的芯片了,但是中国目前还停留在14nm工艺芯片的阶段,而且中国刚刚公布的好消息,可以成功研制出28nm光刻机,距离现在顶尖水平也还是存在差距的,所以说只要手上没有光刻机,中国的芯片困局就没有办法破解,一直要受到美国的牵制。

光刻机的制造光刻机的制造更加困难,一台小小的光刻机就有十万多个小零件,而且现在没有一个国家可以独立的生产出顶尖的光刻机,就算是荷兰ASML公司所生产的光刻机,也是集合了好几个国家的顶尖技术,融合在一起才可以制造出来的,所以说如果中国想要依靠自己的力量生产纯国产的光刻机难度很大。
就算可以研发成功,首先需要很长的时间,其次需要大量的资金投入,所以说短期内还是比较难以实现的。ASML公司之所以会把每年产能的一般给到台积电,就是因为台积电也投资了ASML公司,毕竟研究阶段确实很烧钱。

中国为什么需要光刻机?

4. 光刻机原理是什么,为何在我国如此重要?

光刻机原理是什么,为何在我国如此重要?一台EUV光刻机售价一亿美金以上,比很多战斗机的售价都要贵。先进的光刻机必须要用到世界上最先进的零件和技术,并且高度依赖供应链全球化,荷兰的ASML用了美国提供的世界上最好的极紫外光源,德国蔡司世界上最好的镜片和光学系统技术,还有瑞典提供的精密轴承。另外,为了给光刻机的研发提供充足的资金,ASML还强制让三星,台积电,英特尔等重要客户入股投资了ASML并一起参与开发和反馈光刻机设备存在的问题,ASML得到了最先进的技术和大量的资金支持。

中国目前由于瓦纳森条约先进设备禁运,很难买到国外的一些先进设备和技术,中国只能靠自己独立自主发展光刻机,同时我们国家的精密加工和先进制造业还不是很发达,很多零件的性能不如国外,甚至有些零件我们还造不出来,这就导致我们国家先进光刻机的研发进度远远落后于ASML,我们国家自己研发的光刻机目前最好的是上海微电子的90nm制程的光刻机,跟ASML差距很大,虽然这条道路很艰难,但是如果我们做不出来,美国就会一直卡我们的脖子,我们自己的光刻机也在努力追赶世界先进水平。

光刻机涉及的核心技术太多,不是几句话能说透,否则也不至于成为“卡脖子”的技术与设备,至少从机械方面的精密加工,甚至可以说极精密加工、微电子、程序控制、光电技术与感应系统……太多太多了,应该说全是难点,尤其是这些技术要组合在一起协同工作,就成了难上加难了,我的疑惑是为什么荷兰,现在应该叫尼德兰了,是如何会在这个领域如此独占鳌头的。

5. 光刻机为什么这么重要?

当地时间8月6日,华为孟晚舟案已经结束引渡的“程序滥用”分支辩论,其实无论怎么样,只要华为不低头,放弃在5G方面的领先地位,美国就不会善罢甘休,我相信任正非先生也有这个准备,肯定会在别的方面有打算。
  
 美国在5G方面对中国的打压,已经无所不用其极,前些时日,组织荷兰阿斯麦(AMSL)公司向中国出口EUV光刻机,也就是说,美国已经在两个方面对中国的5G进行打压,一是通过扣押孟晚舟来威胁华为放弃5G技术或者交出相关资料。另一方面,通过阻止中国获得加工工具,阻止中国在芯片制造技术上的进步。
  
  科技 是解放和发展生产力,创造价值的极其重要的手段,甚至已经能引领未来的经济活动。为了利益,美国已经不再遮掩,连遮羞布都不要了。
  
 5G技术咱们不多谈,聊一下光刻机到底是什么?
  首先 了解一下什么是芯片? 
     
  芯片是一种微型的集成电路(integrated circuit)。就是在半导体晶片上把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起。 
  
 芯片很小,要是把元件做得很小然后组装在晶片上,微操作难度太大。因此,现在芯片使用的都是光刻工艺,是一种光学、化学工艺领域的技术。 光刻工艺包括硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。其中,如何精准曝光,关系到芯片刻蚀精确度,即关系到芯片的成功率。 
     
 芯片制作曝光需要紫外光源。而要做到纳米级的控制,需要极紫外光(EUV)。因此,现在芯片制作加工需要的光刻机,也叫极紫外光刻机(简称EUV)。
  
 ASML是世界上最优秀的光刻机制造商,其光刻机精度最高能满足3nm芯片的生产需要,及其先进。这使得它几乎占据全球整个高端光刻机制造市场。
     
 十四五规划中,国家下决心解决卡脖子技术,因此中国也在光刻机制造领域奋力追赶。目前从相关报道来看,中国武汉光电中心的研究已经突破9nm光刻技术,跟最高水平仍有较大的差距,不过由于是国家层面制定了战略规划,集中力量干这件大事,因此追上和超过应该是绝对有信心的。

光刻机为什么这么重要?

6. 为什么我国造不出光刻机

我国造不出光刻机,有以下三个原因:1.因为我们的技术有限。为了阻止我们的技术发展,西方国家阻碍了一些技术进入中国。因此,这一限制将影响中国在光刻机的发展。2.事实上,我们的许多组件的使用取决于国际市场,在这种情况下,我们很难获得国际市场的支持。3.ASML的成功是因为其技术的局限性,更重要的是,它把一些企业当成了自己的股东,比如三星、台积电,英特尔等等。所以在这种情况下,会发现光刻机在中国的发展并不是特别突出。正是因为光刻机的限制,中国在芯片领域的代工确实受到了很大的影响,华为不得不受到限制。因此,只有不断自主研究和开发属于我国的光刻机,才能打破这种束缚。

7. 光刻机为什么中国做不出来

总结下来,主要有以下几点:
1、技术上壁垒高。
ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言:高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。
“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例,为我们生产镜头,各种反光镜和其他光学部件,世界上没有一家公司能模仿他们。此外,我们的机器完全装有传感器,一旦检测到有异常情况发生,Veldhoven总部就会响起警报。”
2、长周期投入。
光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道,前期的投入很高收益很慢,有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上,有时候全年负增长也是常态。
据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露:“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”,而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。
3、更换供应商成本太高。
买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外(EUV)光刻机每台售价达到1.2亿美元,重达180吨,零件超过10万个,运输时能装满40个集装箱,安装调试时间超过一年。除此之外,磨合与提高良率都需要时间堆砌,只要没有大的技术变革,厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。
台积电(占据全球晶圆代工的大半壁江山)、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户,其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东,三大巨头转投其他家的可能不大。


光刻机之所以重要,在于它是实现摩尔定律的基础:
摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼,如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管,这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。
EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性,目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机,客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。
ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备,大概一半供给了台积电。

光刻机为什么中国做不出来

8. 中国突破光刻机意味着什么?

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