造芯 中芯国际与台积电、三星的差距只差一台“光刻机”吗( 二 )


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具体工作时,硅片表面会覆盖一层光刻胶,用紫外光等光线,透过掩模照射在硅胶表面,光刻胶就会发生反应 。

造芯 中芯国际与台积电、三星的差距只差一台“光刻机”吗

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通俗点来说,光刻机就是给萝卜雕花的雕刻刀,只是原理比较复杂,才会导致放眼全世界,能生产光刻机的厂商寥寥无几 。目前全球领先的是荷兰的ASML,ASML占据全球80%的市场份额,并且只有ASML能生产7nm及以下的精度光刻机 。
造芯 中芯国际与台积电、三星的差距只差一台“光刻机”吗

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二、光刻机到底有多难?想买都买不到ASML光刻机和氢弹哪个更难搞?其实都很难的 。
造芯 中芯国际与台积电、三星的差距只差一台“光刻机”吗

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光刻机就是“半导体工业皇冠上榜明珠”,一台光刻机由上万个部件组成,有人形容光刻机是:
一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物 。
美国一个工程师说:光刻机的一个小零件,工程师就需要调整高达10年之久,就连尺寸的调整就要高达百万次以上 。
ASML即使投入大量研发费用,也未能完全实现自主生产,它仍然要从美国、德国日本等进口小零件 。
难只是一方面,迭代快就是最大的痛点,基本一年半就迭代一次,这也导致芯片厂商排队购买光刻机,不然就无法造出高端的芯片 。ASML好比一家掌握着独家秘方的私房菜馆,别人不仅轻易学不到秘方,想吃他的菜还得花大钱 。
更重要的是,ASML垄断着100%的7nm以下市场,中国想买它还买不到的 。
因为1996 年 7 月,美国召集 33 个国家,在奥地利签署《协议》(简称“瓦协” Wassenaar Arrangement),坊间称这份协定为“来自华盛顿的敌意”,因为协定的主要目的,在于美国要限制他的小伙伴们,把先进技术出口给其他国家 。
三、目前中国光刻机到底做的怎么样了?有人说,我们为何就不会早点开始自主研发,否则也不会如今被卡脖子呢?
其实,21世纪初,中国的芯片技术,落后国外30年到40年,如果那时完全靠自主研发,如今繁荣的数字经济等景象,估计就不会如此快速的落地中国的 。
当然,目前国产光刻机制造商,也在快步追赶中 。
2019年4月,武汉光电国家研究中心团队,采用二束激光,在自研的光刻胶上,突破光束衍射极限的限制,并使用远场光学的办法,光刻出最小 9nm 线宽的线段 。
最终该光刻机实现了材料、软件和零部件的三大国产化 。
2020年初,中科院对外公布已经攻克了2nm工艺的难题,相关研究成果已经进入国际电子领域期刊 。
5 月 19 日,上海微电子装备(集团)股份有限公司称,其自研的高亮度 LED 步进投影光刻机,是中国首台面向 6 英寸以下中小基底先进光刻应用领域的光刻机产品,已从 1200 多个申报项目中成功突围,入选“上海设计 100+” 。
目前,已经有这些成果和进步是值得开心的,可是,这与国际先进水平仍然有一定的差距 。
在2018年中兴事件前,很多欧美人都在夸赞新中国的“四大发明”,比如手机支付等有多快多便捷等 。
可是等到中兴事件发生后,我们总算知道光刻机仍然需要多进步才行 。这就好比如:
明明是在别人的地基上盖了房子,非说自己有完全、yongjiu产权 。
这就是光刻机和芯片作为底层地基架构的重要性,我们要重新自主建起来 。
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