面對(duì)壟斷,自主研發(fā)高端光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代勢(shì)在必行
光刻機(jī)是芯片制作的核心設(shè)備之一,依照用處可以分為好幾種:有用于出產(chǎn)芯片的光刻機(jī);有用于封裝的光刻機(jī);還有用于LED制作領(lǐng)域的投影光刻機(jī)。我國(guó)用于出產(chǎn)芯片的高端光刻機(jī)完全依靠進(jìn)口。
全球最大芯片光刻設(shè)備市場(chǎng)供貨商阿斯麥(ASML)近來(lái)發(fā)布2017第二季財(cái)報(bào):ASML第二季營(yíng)收凈額21億歐元,毛利率為45%。在第二季新增8臺(tái)EUV體系訂單,讓EUV光刻體系的未出貨訂單累積到27臺(tái),總值高達(dá)28億歐元。公司現(xiàn)在年產(chǎn)12臺(tái),2018年將增加到24臺(tái),2019年到達(dá)年產(chǎn)40臺(tái)的產(chǎn)能。
但就是這樣單價(jià)超1億美元的昂貴設(shè)備,他們卻不賣(mài)給我國(guó)!
有網(wǎng)友說(shuō):全球就只有他家能生產(chǎn)的出來(lái),沒(méi)有人做的出來(lái)。并且還不賣(mài)給我國(guó)。我國(guó)出多少錢(qián)都不賣(mài)。毛利1000%都可以。這個(gè)是在芯片里面畫(huà)電路的,都是幾納米,大概是頭發(fā)絲的萬(wàn)分之一巨細(xì)電路,你說(shuō)牛B不。
到底是什么光刻設(shè)備這么牛,為什么又不能賣(mài)給我國(guó)呢?
什么是光刻機(jī)?
對(duì)于普通人來(lái)說(shuō),光刻機(jī)或許是一個(gè)生疏的名詞,但它卻是制作大規(guī)模集成電路的中心配備,每顆芯片誕生之初,都要經(jīng)過(guò)光刻技術(shù)的鑄造。
簡(jiǎn)略地說(shuō),光刻機(jī)就是把工程師的規(guī)劃‘印入’基底資料,其中心技能長(zhǎng)時(shí)間被荷蘭、日本、德國(guó)等把持。
光刻機(jī)是芯片制作的中心設(shè)備之一,依照用處可以分為好幾種:有用于出產(chǎn)芯片的光刻機(jī);有用于封裝的光刻機(jī);還有用于LED制作范疇的投影光刻機(jī)。用于出產(chǎn)芯片的光刻機(jī)是我國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)備制作上最大的短板,國(guó)內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)徹底依靠進(jìn)口。
現(xiàn)在,光刻機(jī)范疇的龍頭老大是荷蘭ASML,并現(xiàn)已占有了高達(dá)80%的市場(chǎng)份額,壟斷了高端光刻機(jī)市場(chǎng)--最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)價(jià)格曾高達(dá)1億美元一臺(tái),且全球只是ASML可以出產(chǎn)。Intel、臺(tái)積電、三星都是它的股東,重金供養(yǎng)ASML,并且有技能人員駐廠,Intel、三星的14nm光刻機(jī)都是買(mǎi)自ASML,格羅方德、聯(lián)電以及中芯國(guó)際等晶圓廠的光刻機(jī)主要也是來(lái)自ASML。
ASML:現(xiàn)代芯片不可或缺的支持者
阿斯麥公司ASML Holding NV創(chuàng)立于1984年,是從飛利浦獨(dú)立出來(lái)的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備制造商。前稱(chēng)ASM Lithography Holding N.V.,于2001年改為現(xiàn)用名,總部位于荷蘭費(fèi)爾德霍芬,全職雇員12,168人,是一家半導(dǎo)體設(shè)備設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售公司。
阿斯麥公司為半導(dǎo)體生產(chǎn)商提供光刻機(jī)及相關(guān)服務(wù),TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生產(chǎn)效率最高,應(yīng)用最為廣泛的高端光刻機(jī)型。
目前全球絕大多數(shù)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商,都向ASML采購(gòu)TWINSCAN機(jī)型,例如英特爾,三星,海力士,臺(tái)積電,聯(lián)電,格芯及其它半導(dǎo)體廠。隨著摩爾定律的發(fā)展,芯片走向了7nm以下,這就需要更高級(jí)的EUV光刻系統(tǒng),全球只有ASML的NXE:3400B能夠滿(mǎn)足需求。
未來(lái),只有他的EUV光刻機(jī)能夠幫助芯片接續(xù)微縮,因此這些設(shè)備縱使賣(mài)到上億歐元,都能被客戶(hù)所接受。
為什么不賣(mài)給我國(guó)?
作為集成電路制作進(jìn)程中最中心的設(shè)備,光刻機(jī)至關(guān)重要,芯片廠商想要提高工藝制程,沒(méi)有它萬(wàn)萬(wàn)不可,我國(guó)半導(dǎo)體工藝為啥提高不上去,光刻機(jī)被禁售是一個(gè)主要因素。
這么貴重的設(shè)備,為什么不賣(mài)給我國(guó)呢?這就要說(shuō)到《瓦森納協(xié)議》。
《瓦森納協(xié)議》又稱(chēng)瓦森納組織機(jī)制,全稱(chēng)為《關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技能出口操控的瓦森納組織》,目前共有包含美國(guó)、日本、英國(guó)、俄羅斯等40個(gè)成員國(guó)(注:沒(méi)有我國(guó))。盡管“瓦森納組織”規(guī)則成員國(guó)自行決定是否發(fā)放靈敏產(chǎn)品和技能的出口許可證,并在自愿基礎(chǔ)上向“組織”其他成員國(guó)通報(bào)有關(guān)信息。但“組織”實(shí)際上徹底受美國(guó)操控。當(dāng)“瓦森納組織” 某一國(guó)家擬向我國(guó)出口某項(xiàng)高技能時(shí),美國(guó)乃至直接出面干與,如捷克擬向我國(guó)出口“無(wú)源雷達(dá)設(shè)備”時(shí),美便向捷克施加壓力,迫使捷克中止這項(xiàng)買(mǎi)賣(mài)。
不過(guò)據(jù)說(shuō)這個(gè)協(xié)議對(duì)我國(guó)也不是徹底禁售,僅僅禁售最新的幾代設(shè)備。瓦森納協(xié)議每過(guò)幾年都會(huì)更新禁售列表,比方2010年90nm以下的設(shè)備都是不允許銷(xiāo)售的,到2015年就改成65nm以下的了。
中外光刻機(jī)的巨大距離
光刻機(jī)被業(yè)界稱(chēng)為集成電路工業(yè)皇冠上的明珠,研制的技能門(mén)檻和資金門(mén)檻十分高。也正是因此,能出產(chǎn)高端光刻機(jī)的廠商十分少,到最先進(jìn)的14nm光刻機(jī)就只剩余ASML,日本佳能和尼康現(xiàn)已根本放棄第六代EUV光刻機(jī)的研制。
相比之下,國(guó)內(nèi)光刻機(jī)廠商則顯得十分破舊,處于技能領(lǐng)先的上海微電子配備有限公司已量產(chǎn)的光刻機(jī)中功能最好的是90nm光刻機(jī),制程上的距離就很大……國(guó)內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)完全依靠進(jìn)口。
這不僅使國(guó)內(nèi)晶圓廠要消耗巨資購(gòu)買(mǎi)設(shè)備,對(duì)工業(yè)開(kāi)展和自主技能的生長(zhǎng)也帶來(lái)很大晦氣影響--ASML在向國(guó)內(nèi)晶圓廠出售光刻機(jī)時(shí)有保留條款,那就是禁止用ASML出售給國(guó)內(nèi)的光刻機(jī)給國(guó)內(nèi)自主CPU做代工--只要中芯世界、華力微等晶圓廠收購(gòu)的ASML光刻機(jī),盡管不影響給ARM芯片做代工,但卻不行能給龍芯、申威等自主CPU做代工、商業(yè)化量產(chǎn)。即便是用于科研和國(guó)防范疇的小批量出產(chǎn),也存在必定危險(xiǎn)--選用陶瓷加固封裝、專(zhuān)供軍用的龍芯3A1500和在黨政軍商場(chǎng)使用的龍芯3A2000,只能是小批量出產(chǎn),并且在宣傳上 也只能閃爍其詞的闡明是境內(nèi)流片……這很大程度上影響了自主技能和我國(guó)集成電路工業(yè)的開(kāi)展。
2016年,清華大學(xué)召開(kāi)了“光刻機(jī)雙工件臺(tái)體系樣機(jī)研制”項(xiàng)目檢驗(yàn)會(huì),專(zhuān)家組對(duì)項(xiàng)目使命完結(jié)情況予以高度評(píng)價(jià),并一致同意該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。
工件臺(tái)體系是光刻機(jī)的重要子體系,工件臺(tái)體系的運(yùn)行速度、加速度、體系穩(wěn)定性和體系的定位樹(shù)立時(shí)刻對(duì)光刻機(jī)的生產(chǎn)精度和功率起著至關(guān)重要的效果。本次“光刻機(jī)雙工件臺(tái)體系樣機(jī)研制”項(xiàng)目檢驗(yàn),標(biāo)志我國(guó)在雙工件臺(tái)體系上獲得技能打破,但這僅僅是完成光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)化萬(wàn)里長(zhǎng)征的一部分,間隔打破ASML的技能獨(dú)占還有很長(zhǎng)的路要走。
日前,“極大規(guī)劃集成電路制造配備及成套工藝”國(guó)家科技嚴(yán)峻專(zhuān)項(xiàng)施行辦理辦公室安排專(zhuān)家,在我國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所召開(kāi)了“極紫外光刻要害技能研究”項(xiàng)目檢驗(yàn)會(huì)。評(píng)定專(zhuān)家組充分肯定了項(xiàng)目獲得的一系列效果,一致同意項(xiàng)目經(jīng)過(guò)檢驗(yàn),以為該項(xiàng)意圖順暢施行將我國(guó)極紫外光刻技能研制向前推進(jìn)了重要一步。
極紫外光刻光學(xué)技能代表了當(dāng)時(shí)應(yīng)用光學(xué)開(kāi)展最高水平,作為前瞻性EUV光刻要害技能研究,項(xiàng)目目標(biāo)要求高,技能難度大、瓶頸多,立異性高,一起國(guó)外技能封鎖嚴(yán)峻。
因此我們看到,我國(guó)也是獲得了很大的前進(jìn)的。但是我國(guó)想要趕上,絕不是一朝一夕的事,需求各類(lèi)根底范疇厚實(shí)的人才,這也是最難的。
由于西方國(guó)家對(duì)我國(guó)進(jìn)行技能封閉,我國(guó)在芯片工業(yè)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方,自主出產(chǎn)的芯片更是在工藝上落后幾代。但西方國(guó)家的技能封閉并不能讓我國(guó)芯片工業(yè)的開(kāi)展停滯不前,我國(guó)許多領(lǐng)域都是從無(wú)到有自主研發(fā)的,在光刻機(jī)領(lǐng)域我們也信任我國(guó)可以打破獨(dú)占,研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端光刻機(jī)。
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標(biāo)簽:  光刻膠 光刻機(jī)