中国的光刻机与刻蚀机已经达到世界先进水平,为什么有些人还说中国芯片业依旧前路艰辛?

中国的光刻机与刻蚀机已经达到世界先进水平,为什么有些人还说中国芯片业依旧前路艰辛?,第1张

据媒体报道,2018年12月,中微半导体设备(上海)有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证,性能优良,将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米,相当于头发丝直径(约为0.1毫米)的二万分之一,将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产,预计2020年量产。

▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳,等离子蚀刻步骤会增加三倍

刻蚀机是芯片制造的关键设备之一,曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示,中微与科林研发(Lam Research)、应用材料(Applied Materials)、东京威力科创(Tokyo Electron Limited)、日立全球先端科技 (Hitachi High-Technologies) 4家美日企业,组成了国际第一梯队,为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机,预计能获得比7纳米更大的市场份额。

中科院SP超分辨光刻机

提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平,应该是指2018年11月29日通过验收的,由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。

该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体(surfaceplasma,SP)超分辨光刻装备。

▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机

该光刻机在365纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片......

中国的刻蚀机的确是达到了世界先进水平,光刻机还早,而且就算是这两样都世界先进了,不代表中国芯片业的前路就不艰辛了。目前中国的刻蚀机的确领先,5纳米等离子体刻蚀机已经通过台积电验证;但是光刻机就差多了,之前新闻报道中提到的“中科院SP超分辨光刻机”其实最多只能算是一个“原型机”,和ASML的光刻机不能相提并论,也不能用来制造芯片,还需要攻克一系列的技术难题退一步讲,就算是中国的光刻机与刻蚀机都达到世界领先就解决问题了么?ASML的EUV光刻机我们已经下单等待交货了,是不是到货以后中国就可以生产7nm甚至是5nm的芯片了不要把问题想简单了,以为芯片也只有光刻机和刻蚀机。芯片制造的技术、经验、工艺以及人才是一个系统性的工程,台积电也不是一天建成的,有了光刻机也不代表我们就能造出最顶尖的芯片。

1.下游客户需求不及预期风险

近年来,在半导体芯片国产化背景下,大陆集成电路制造领域投资显著增大,半导体行业整体景气度上升,带动设备行业市场需求增大,公司营收增速明显,但半导体设备行业下游客户厂商较为集中,单一客户投资需求变动对公司营收影响较大,若下游客户后期投资减少或增长缓慢,将影响公司营收。

2.技术更新的风险

半导体设备行业技术、下游产品迭代较快,对设备性能要求、生产厂商技术水平要求极高,近年来中微公司研发费用逐年上升,但数额仍与国外公司差距较大,若后期公司由于研发费用不足导致技术水平更新慢,不能适应行业需求,将对公司营收产生重大影响。

3.市场恶意竞争的风险

公司刻蚀设备领域主要竞争对手为海外巨头公司,一个重要的竞争优势是产品性价比高,而三大公司发展较早,资金技术积累深厚,营收规模大,若在市场竞争中,外商公司借助资金和规模优势,压价竞争,将对公司营收产生较大影响。

4.政府补助与税收优惠政策变动风险

公司先后承担了多项国家重大科研项目,2016-2018年计入当期损益的政府补助金额为1.16元,1.17亿元与1.70亿元,同时,公司自2012年开始连续多年获得高新技术企业认定,享受15%的优惠税率,若上述政府补助与税收政策发生变化,会影响公司盈利情况。

5.顶尖技术人才不足的风险

技术先进性是公司的核心竞争力之一,若要长期保持技术先进就必须持跟踪最新技术,吸引先进人才,而当前公司核心技术人员,包括创始人尹志尧75岁,杜志游60岁、倪图强57岁、麦仁义72岁、杨伟53岁、李天笑61岁,年龄均普遍偏大,存在关键技术人员高龄风险,若后期公司不能持续引进顶尖技术人才,或加大人才培养,公司将面临顶尖技术人才不足的风险。

018年12月,中微半导体设备(上海)有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证,性能优良,将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米,相当于头发丝直径(约为0.1毫米)的二万分之一,将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产,预计2020年量产。

▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳,等离子蚀刻步骤会增加三倍

刻蚀机是芯片制造的关键设备之一,曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示,中微与科林研发(Lam

Research)、应用材料(Applied Materials)、东京威力科创(Tokyo Electron

Limited)、日立全球先端科技 (Hitachi High-Technologies)

4家美日企业,组成了国际第一梯队,为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机,预计能获得比7纳米更大的市场份额。

中科院SP超分辨光刻机

提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平,应该是指2018年11月29日通过验收的,由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。

该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体(surfaceplasma,SP)超分辨光刻装备。

▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机

该光刻机在365纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片。

▲中科院研发的光刻机镜头

目前这个装备已制备出一系列纳米功能器件,包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等,也就是说,目前主要是一些光学等领域的器件。验证了该装备纳米功能器件加工能力,已达到实用化水平。

▲中科院SP光刻机加工的样品

然而,此次验收合格的中科院光电技术研究所的这台表面等离子超衍射光刻机(SP光刻机)的加工精度与ASML的光刻机没法比。没法用于刻几十纳米级的芯片,至少以现在的技术不能。

据光电所专家称,该所研制成功的这种SP光刻机用于芯片制造上还需要攻克一系列的技术难题,目前距离还很遥远。也就是说中科院研制的这种光刻机不能(像一些网媒说的)用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景,很经济。

总之,中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事,说前者弯道超车,就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。

显然,中科院研制成功的这台“超分辨光刻装备”并不能说明我国在市场主流的的光刻机研制方面已经达到了世界先进水平,那么现阶段我国的光刻机的真实水平又是怎样的呢?且看以下对比。


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