在新能源和智能产品快速发展的背景下,高科技进入了蓬勃发展的阶段,而所有高科技产品中最不可或缺的核心部件就是芯片。主营智能手机的华为对芯片的需求巨大。
众所周知,生产芯片最重要的设备就是光刻机。然而,由于来自美丽国家的限制,“实体清单”规则修改后,ASML无法为华为提供芯片代工服务,因为生产光刻机的部分技术来自美丽国家。
目前,华为最先进的芯片是TSMC 5nm工艺制造的麒麟9000芯片。然而,随着“限购令”的限制,麒麟9000芯片的库存日益减少。在没有5G芯片的情况下,华为只能使用高通的4G芯片。没有5G芯片的支持,华为的5G手机只能当4G用。因此,华为手机业务受到重创。
事实上,不仅仅是华为,中国其他高科技企业现在都处于“缺芯”状态。要想解决“缺芯”问题,首先要解决光刻机的自产自研问题。
中科院立功了为了实现中国高端光刻机的国产化,中国科学院光学研究所、玻璃所、院长、光电研究所于2009年启动了“高na浸没光学系统关键技术研究”,以应对高端光刻机的挑战。该项目于2017年被长春郭克精密验收,曝光光学系统RD核心关键人员同年被调往长春郭克精密继续研究光刻机方面的技术问题。
之后,郭旺光学被引入中科院长春光机所、上海光机所,推动国产光刻机核心部件的生产。2016年,郭旺光学开发了90nm节点ArF投影光刻机曝光光学系统,并将继续开发28nm节点ArF浸没式光刻曝光系统。
长春国家科技经济2018年也传来喜讯,攻克了高NA浸没光学系统关键技术研究。这也是中国实现拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统的标志。这些成绩的取得,都离不开中科院的技术支持,可以说是功不可没。
为什么要花这么大的精力开发曝光光学系统?这对光刻机的制造很重要吗?我们先从光刻机的工作原理说起。光刻机也叫掩模对准曝光机,工作原理简单来说就是类似于照片冲印的技术。
光刻的过程是在制作好的硅圆晶体表面涂上一层光刻胶,然后通过紫外线或深紫外线,将上面的精细图案通过曝光印在硅片上。在光刻胶的覆盖下,被光照射的部分会被腐蚀,而没有被照射的部分会保留下来,形成我们需要的电路结构。因此,曝光系统可以说是光刻机的核心部件之一。
国产光刻机正式传来好消息根据郭旺光学发布的公告,投影光刻机曝光光学系统将应用于28纳米芯片的批量生产。在此之前,中国只能制造90nm工艺的光刻机,但随着这两项技术的突破,中国在28nm光刻机工艺上有了突破。
与90nm芯片相比,28nm芯片具有更优越的性能和更广泛的应用,特别是对于新能源行业,如新能源汽车或智能家居行业,填补了28nm芯片的空空白。
此外,据媒体报道,上海微电子还披露,将于2021-2022年交付国内首款28nm工艺的浸没式掩模版光刻机。这说明中国完全可以实现28nm芯片的自由。拥有完整的知识产权和独立的产业链,就怕海外市场在芯片上“掐死”我们。
虽然28nm芯片已经可以满足大部分生产要求,但是对于华为手机厂商和其他国产芯片来说,28nm的精度还是不够。接下来,我们国家的下一个目标就是攻克5nm工艺的光刻机。手机对芯片的精度要求更高,所以我们国家目前还是不能停止研发。
目前我国虽然还没有研发出5nm工艺的光刻机,但是已经可以制造出5nm工艺的蚀刻机,这对于我国的芯片发展来说也是令人鼓舞的好消息。
成绩喜人,但如果与世界最先进的7nm工艺光刻机相比,还远远不够,光刻机国产化之路还很遥远。
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