此次,美国选择对中芯国际进行“进出口管制”的限制,也是为了对我国芯片制造领域进行压制。
目前全球半导体设备领域,美日两国垄断了全球80%左右的市场份额,其中美国占全球50%的市场,日本占30%,且在先进工艺上没有替代品,荷兰的ASML(镜头来自德国)基本受控于美国指令,因此相当于美国把光刻机这一块给控制了。
中芯国际是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业,提供 0.35微米到14纳米制程工艺设计和制造服务,其中最重要的就是光刻机。
作为芯片制造的核心设备——光刻机是关键核心技术。光刻机对机械精度要求非常高,光刻机中心的镜头由很多镜片串联组成,一块镜片要数万美元,镜片的抛光工作其技术积淀需要几十年甚至上百年,所以对于起步较晚的我国来说,发展自己的光刻机技术可谓一场攻坚战。
所以如果中芯国际被美国“限制”,其他芯片制造企业再“断供”的话,对于国内很多电子设备制造企业来说,将会彻底处于受制于人的被动状态。
所幸,目前我国已经在努力冲破其他国家的封锁和遏制,最好光刻机的公司每年也都会新增数百项的专利。
有报道称,而为了应对当前的不利形势,中芯国际在几个月前就从日本等国家采购了大批的关键设备和零部件,能够保证在一段时间内业务可以持续开展,避免出现断供。同时,中芯国际也已经计划在2020年内建设一条可生产40nm芯片的生产线,3年内完成28nm生产线的建设,以完全削弱对国外技术的依赖。
对于我国光刻机技术的发展,刚刚结束的“第三届半导体才智大会”上,新落成的中国第一家“芯片大学”——南京集成电路大学,也对我国未来芯片事业的发展才提供关键利好。这也是自美国对华为等公司进行芯片限制后的1年多时间以来,我国在 科技 领域及半导体领域的大进展。
如果说“限制”华为是美国政府对中国 科技 产业打压的开始,那么刚刚又宣布对中芯国际的“禁令”,或是美国“绞杀”中国半导体产业链的开始。因此,对于我国高 科技 企业而言,要尽快推进自主研发的能力,避免接下来更多中国半导体产业链企业被打击。
文/早起去散步
光刻机难,顶尖光刻机更难,但是难的不是光刻机本身,而是其背后10万多个零件的供应链。ASML公司的光刻机供应链几乎覆盖了全球大半个半导体产业链,可以这么说, 荷兰光刻机就是全球大半个半导体产业链给“供”起来的。
虽然我们也有国产光刻机,但是就算是 目前做得最好的上海微电子,目前也止步于90nm光刻机 (上海微电子在日前宣布两年内可以下线28nm国产光刻机)。因此有不少网友表示,难道华为一个搞芯片设计的,两年时间就能突破光刻机?确定不是“口嗨”?
首先 ,华为从来没有说过自己要做光刻机。有关华为做光刻机的传闻是因为华为招聘光刻机工艺工程师引起的。 但是大部分人可能都只注意到了这个职位名称带着“光刻机”三个字,却不知道这个职位具体是做什么的。
这个职位不是做光刻机,而是主要做后期的芯片封装,和芯片制造扯不上关系,和光刻机制造更扯不上关系。
其次,两年时间突破光刻机只是一些媒体和个人的推测分析,从来没有权威人士真正说过这句话。
解决光刻机有两大难题,既需要客观市场环境,也需要“去美化”半导体产业链。尤其是零件供应这一块,我们的差距还比较大。
首先说市场环境问题,从2011年开始,全球光刻机市场就被 ASML公司、尼康、佳能统治,三家几乎占据了全球99%的光刻机市场,在高端光刻机市场已经形成了垄断 。换句话说, 就算我们当时做出自己的光刻机,也没有几家厂商会选择购买,这也是国产光刻机一直发展不起来的原因。
此外,需要注意的是,这三家或多或少都离不开欧美技术,也都需要看美方商务部的脸色。
其次则是“去美化”半导体产业链,目前最顶尖的EUV极紫外光刻机售价约1.2亿美元一台,由10万个以上零件组成,其中最核心也是最难攻克的零件大概有1000多个。
核心零件先不提, 单单是1000多个核心零件之外的普通零件加工,就是一个无比巨大的难题。因为这些零件分布在全球大半个半导体产业链,某些零件干脆就是定制的。
不过幸运的是,现在市场环境已经改变了。以华为为例,挑选合作供应商的第一个要求就是查看对方是否拥有“去美化”供应链。至于半导体产业链这一块,近日中国半导体之父,原中芯国际创始人张汝京也公开表示“差距没那么大。”
据悉,在近日举行的中国第三代半导体发展机遇交流峰会上,中国半导体之父、原中芯国际创始人张汝京表示:“中 国与海外半导体之间的差距不是那么大,我个人是很乐观的,相信是可以追得上的。 ”
张老先生(张汝京今年72岁)坦承, 在制造设备这一块,中国的差距很大。比如光刻机,落后不止一代。但是在封装、测试这一块,中国目前已经是一流水平了。至于材料,差距也并没有想象中那么大。
根据业内相关数据统计预测,我国在硅材料领域两年内便有望达到0.18um,0.13um;在光刻胶和工艺化学品方面,两年内有望达到90nm;在电子气体,掩膜、抛光材料、靶材等方面,两年内则有望达到14nm。
而这还是正常发展情况下,如今国家已经加大投入力量。不仅正式把“集成电路”专业列为一级学科,还对15年以上,线宽25nm以下的半导体企业实施“免税10年”的鼓励。如此一来,中国半导体产业链发展的时间必将大大提升。
总结: 其实相比于光刻机,更重要的是“去美化”的国产供应链。前段时间有半导体专家已经说过 ,目前业内外都过度夸大了光刻机的作用,一台光刻机并不能振兴整个半导体产业链 (比如:很多欧美公司都不缺顶尖光刻机,但是目前制造工艺最先进的是台积电), 打造国产供应链才是芯片制造的关键!
中国的半导体产业虽然谈不上落后,但也算不上先进,有像华为海思这样闻名全球的芯片公司,也有崭露头角的汇顶 科技 、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的,中国的芯片公司主要只是掌握了设计。
整个半导体产业链规模是十分庞大的, 从EDA到芯片设计、芯片制造,到最后封装测试,所涉及到的公司不计其数。 而在中国大陆,半导体产业主要存在于芯片设计这块,我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计,并未参与到制造过程中。
中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产,如咱们熟悉的台积电,不仅是麒麟系列芯片的代工厂,还是苹果A系列芯片的代工厂,也就是说, 台积电是芯片设计公司的上游供应商,而在台积电的上面,还有更上一级的供应商,那就是半导体设备商。
整个半导体制造产业中,最核心的设备就是光刻机, 因为缺少了光刻机,中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。 相比之下,台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了,所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了,中国已经开始追赶了。
投影物镜、工件台和光源,这是制造光刻机的三大核心子系统,对自主生产光刻机有着至关重要的作用。 早在2001年的时候,荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统, 极大的提升了光刻机的产能,从原本单工件台的80片/时,提升到了270片/时。
就在那时候,ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0.1微米,而中国光刻机分辨率还处于0.8到1微米,而且缺乏产业化,主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出,引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。
朱煜当时就认定,中国必须掌握这样的顶尖技术,因为这是强大的技术壁垒,双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。 在这样的背景之下,朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作,2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。
但在后续的研发过程中,朱煜团队又陷入到了瓶颈之中,从2004到2008年,团队一度因为研发经费不足而几乎停滞,好在2009年“02专项”开始实施,团队才再次获得科研经费,从这时开始,朱煜团队开始重点研发双工件台。
为了加快产业化进程,2012年朱煜等人成立了华卓有限,也就是如今的华卓精科,经过长达8年的努力,朱煜团队终于开始收获回报了。 2016年华卓精科研制成功两套α样机,这也是“02专项”光刻机项目群中,首个通过正式验收的项目。
如今在朱煜等人带领下的华卓精科,成功 打破了ASML长达20年的双工件台垄断, 成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划, 华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台,朱煜表示,这款产品的售价约为6000万元。
目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单,公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨,因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户,而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。
需要注意的是,尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额,华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为,工件台属于核心技术,不对外销售,因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。
总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻, 首先是客户单一化,成为了企业营收最大的难题;其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机,只能满足90nm工艺需求, 对于日渐提升的半导体产业而言,意义还是很有限的。
所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破,还得看后面上海微电子能够做得怎么样。 据悉,上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付,其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。 真心希望如外界所言,国产光刻机能够在2021年迎来新的突破!
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)