国外掌握大量的芯片制造技术,在芯片制造领域,很多顶级的设备,材料都需要从国外进口。因为对国外有非常大的芯片依赖,导致我国每年的芯片进口额都在3000亿美元以上。
去年美国对中国企业实施芯片规则,导致中国企业失去了采购芯片,代工芯片的渠道。被芯片卡脖子以后,中国也在加紧自研,尽全力攻克一系列的技术。
有众多优秀的中国半导体企业参与其中,国产芯片也再传好消息,成功掌握3个关键制造环节技术,打破西方垄断。
第一项技术:离子注入机
和光刻机一样,离子注入机也是芯片制造过程中必不可少的核心设备之一。通过离子注入机可以实现对半导体材料,集成电路的离子注入,从而完成对半导体金属材料的改性及制膜等等。
而中国在离子注入机就取得了相应的突破,由中国电科旗下的附属装备集团,成功打造出离子注入机的全谱系产品国产化,可实现对28nm工艺的覆盖。
中国对应的芯片制造环节缺陷,也被弥补。
第二项技术:刻蚀机
中国刻蚀机巨头中微半导体取得了关键突破。在过去的几十年中,中微公司从默默无闻的小企业,成为全球五大刻蚀机设备供应商之一。
在台积电的5nm生产线中,就采用了中微半导体的12英寸高端刻蚀机设备。另外中微半导体取得的关键突破在于3nm刻蚀机Alpha 原型机,这一设备已经实现从设计到测试一系列的开发,评估。
刻蚀机的作用在于,通过纳米级别的技术,在集成电路硅片上实现晶体管线路图的雕刻。到了高端刻蚀机级别,能够在上千层的集成电路中完成刻蚀任务。
如果把芯片比作大楼,那么刻蚀机的任务就是在几百,几千层的大楼中,完成每一个楼层的精装修。
精确程度要实现每一楼层的微小复刻,把设计图纸上的所有细节,都完美刻蚀出来。如此复杂的刻蚀机设备,对芯片制造的作用性不亚于光刻机。
第三项技术:光刻胶
芯片制造涉及到非常多的工艺,步骤。在正式进入到芯片制造之前,需要在硅片上涂抹光刻胶。通过光刻胶的作用,让硅片保持完整,并确保每一个晶体管,集成电路都能得到保护。
这样在后续的刻蚀,离子注入过程中,都能顺利进行。品质越是高端的光刻胶,效果就越好。日本占据全球光刻胶的主要市场,并达到了垄断水准。
中国光刻胶企业不负众望,以南大光电为代表,成功实现Arf光刻胶产品的客户验证。并实现小批量出售。
不只是南大光电,此前晶瑞股份曾花费七千多万人民币购买了一台ASML光刻机,虽然是二手的,但是对研发28nm高端光刻胶也有重大意义。
另外上海新阳采购的ASML光刻机也有多台进入到生产线,对参与国产高端光刻胶的研发都是有巨大帮助的。
中国芯片在离子注入机、刻蚀机、光刻胶这三大芯片制造环节技术中,都取得了相应的突破进展。有研究报告显示,中国将在近两年内实现28nm芯片的自给自足。有能力应对中低端成熟工艺芯片的自主研发,生产。
国产芯片正在逐步打破西方国家的垄断,在实现技术自主可控这一方面,中国企业持之以恒,势必能助力中国芯片的崛起。3个关键芯片制造环节或许只是冰山一角,还有更多的技术,产品及设备都在研制当中。
中国会掌握更多的芯片制造技术,光刻机、芯片制程等等,都难不住中国半导体。相信只要有足够的时间,再大的困难都能一一克服。
对此,你有什么看法呢?
受众所周知的原因影响,近年来中国半导体产业的自主研发激情空前高涨,不少企业都不惜代价地持续投入研发,尽可能推动整个产业打破海外垄断的进程。
在各方努力下,国产芯片终于迎来突破,在三个芯片制造的关键环节上终于打破了海外的技术垄断。
所谓引线框架,是芯片的基本载体。公开资料显示,引线框架可以实现芯片电路内部引出端和外引线的电气连接形成回路,属于构建集成电路过程中的核心材料。
长期以来,中国在蚀刻金属引线框架方面高度依赖进口,这导致大部分相关技术都无法进行攻关。
在避无可避的情况下,中国企业只能自主研发引线框架。 在这方面,淄博新恒汇电子发现了激光模式的蚀刻金属引线框架,成功打破技术封锁。
笔者了解到,相比传统蚀刻金属引线框架,新恒汇电子的成果效率更高。据悉,目前该公司在激光模式蚀刻金属引线框架上的产能约为1亿条/年,约占全球10%的产能。
与金属引线框架类似,光刻胶也是核心原材料之一,只不过光刻胶主要被应用于芯片制造环节。
放眼全球光刻胶市场,日本、美国和德国等国家的企业牢牢把控着80%以上的市场。 国产光刻胶目前主要集中在中低端市场,对于高端光刻胶,中国企业仍然需要从海外进口。
不过,在“国家队”的政策、技术和资金支持下,不少中国企业都在高端光刻胶研发项目上实现了一定的突破。
例如南大光电、晶瑞股份等等,其中前者的ArF光刻胶已经建有产能25吨的生产线,接下来会持续扩大产能。
至于晶瑞股份,该公司在2020年从某些渠道购买的二手光刻机已经到货。利用这台光刻机,笔者相信晶瑞股份很快会传来有关光刻胶技术的好消息。
众所周知,前段时间台积电官宣了在1nm芯片技术上的突破。虽然我国在芯片制程上落后不少,但却掌握着1nm芯片电极主要材料---铋。
公开资料显示, 中国是全球铋资源储蓄量最高的国家,先天性的优势令中国在技术落后的情况下掌握不小的主动权。
而且,这意味着,我国在芯片制造技术攻关方面有了更多的优势。总而言之,笔者相信国产芯片未来可期。
文/谛林 审核/子扬 校正/知秋
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