光刻机是芯片制造的关键,现在在中国有哪些企业能够研制光刻机?

光刻机是芯片制造的关键,现在在中国有哪些企业能够研制光刻机?,第1张

光刻机是芯片制造的关键设备,我国投入研发的公司有微电子装备(集团)股份,长春光机所,中国科学院等都在研发,合肥芯硕半导体有限公司,先腾光电科技有限公司,先腾光电科技有限公司, 合肥芯硕半导体有限公司都有研发以及制造。而且有了一定的科研成果,但是目前我国高端芯片的制造却主要依赖荷兰进口的光刻机。我国光刻机在不断发展但是与国际三巨头尼康佳能(中高端光刻机市场已基本没落)ASML(中高端市场近乎垄断)比差距很大。

光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠,研发的技术门槛和资金门槛非常高。也正是因此,能生产高端光刻机的厂商非常少,到最先进的14nm光刻机就只剩下ASML,日本佳能和尼康已经基本放弃第六代EUV光刻机的研发。相比之下,国内光刻机厂商则显得非常寒酸。

上海微电子装备(集团)股份有限光刻机主要用于广泛应用于集成电路前道、先进封装、FPD、MEMS、LED、功率器件等制造领域,2018年出货大概在50-60台之间。营业收入未公布,政府是有大量补贴的。处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的是90nm光刻机,制程上的差距就很大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。

2016年11月15日,由长春光机所牵头承担的国家科技重大专项02专项——“极紫外光刻关键技术研究”项目顺利完成验收前现场测试。在长春光机所、成都光电所、上海光机所、中科院微电子所、北京理工大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等参研单位的共同努力下,历经八年的戮力攻坚,圆满地完成了预定的研究内容与攻关任务,突破了现阶段制约我国极紫外光刻发展的核心光学技术,初步建立了适应于极紫外光刻曝光光学系统研制的加工、检测、镀膜和系统集成平台,为我国光刻技术的可持续发展奠定了坚实的基础。

合肥芯硕半导体有限公司成立与2006年4月,是国内首家半导体直写光刻设备制造商。该公司自主研发的ATD4000,已经实现最高200nm的量产。

无锡影速成立与2015年1月,影速公司是由中科院微电子研究所联合业内资深技术团队、产业基金共同发起成立的专业微电子装备高科技企业。影速公司已成功研制用于半导体领域的激光直写/制版光刻设备、国际首台双台面高速激光直接成像连线设备(LDI),已经实现最高200nm的量产。无锡影速成立与2015年1月,影速公司是由中科院微电子研究所联合业内资深技术团队、产业基金共同发起成立的专业微电子装备高科技企业。影速公司已成功研制用于半导体领域的激光直写/制版光刻设备、国际首台双台面高速激光直接成像连线设备(LDI),已经实现最高200nm的量产。

先腾光电成立于2013年4月,已经实现最高200nm的量产,在2014国际半导体设备及材料展览会上,先腾光电亮出了完全自主知识产权的LED光刻机生产技术,震惊四座。

在半导体芯片制造中,“光刻”和“刻蚀”是两个紧密相连的步骤,它们也是非常关键的步骤。 “光刻”等同于通过投影在晶片上“绘制”电路图。此时,电路图实际上并未绘制在晶圆上,而是绘制在晶圆表面的光刻胶上。光刻胶的表面层是光致抗蚀剂,光敏材料将在曝光后降解。 “蚀刻”是实际上沿着光致抗蚀剂的表面显影以在晶片上雕刻电路图的图案。

半导体芯片设备蚀刻机在芯片制造领域处于国内替代的最前沿。有三个核心环节,分别是薄膜沉积,光刻和刻蚀。刻蚀是通过化学或物理方法选择性地蚀刻或剥离基板或表面覆盖膜的表面以形成由光刻法限定的电路图案的过程。

其中,光刻是最复杂,最关键,最昂贵和最耗时的环节。刻蚀的成本仅次于光刻,其重要性正在提高。薄膜沉积也是必不可少的重要过程。为了实现大型集成电路的分层结构,需要重复沉积-蚀刻-沉积的过程。

随着国际高端量产芯片从14nm到10nm到7nm,5nm甚至更小芯片的发展,当前市场上普遍使用的浸没式光刻机受到光波长的限制,密钥尺寸无法满足要求,因此必须采用多个模板过程。 使用蚀刻工艺来达到较小的尺寸,使得刻蚀技术及相关设备的重要性进一步提高。

刻蚀机是芯片制造和微处理的最重要设备之一。它使用等离子蚀刻技术,并使用活性化学物质在硅晶圆上蚀刻微电路。 7nm工艺相当于人发直径的千分之一,这是人在大型生产线上可以制造的最小集成电路布线间距,接近微观加工的极限。尽管我国的半导体设备行业与国际巨头之间仍然存在差距,但我们可以看到,无论是受环境,下游需求还是研发能力的驱动,国内半导体设备行业都发生了质的飞跃。

中微公司主要从事高端半导体芯片设备,包括半导体芯片集成电路制造,先进封装,LED生产,MEMS制造以及其他具有微工艺的高端设备。该 公司的等离子蚀刻设备已专门用于国际一线客户的集成电路和65nm至14nm,7nm和5nm先进封装的加工和制造。其中,7nm / 5nm蚀刻技术是国内稀缺性的技术。 该公司的MOCVD设备已在行业领先客户的生产线上投入批量生产,已成为基于GaN的LED的全球领先制造商。

公司的客户包括国内外的主流晶圆厂和LED制造商。随着公司产品性能的不断提高,客户的认可度和丰富度也在不断提高。公司生产的蚀刻设备的主要客户包括 全球代工领导者台积电,大陆代工领导者中芯国际,联电,海力士,长江存储等,光电厂商华灿光电、璨扬光电、三安光电 等。随着中微股份在半导体芯片设备领域的不断发展,公司在IC制造,IC封装和测试以及LED行业中的渗透率不断提高,并且越来越多国际厂商已成为公司的主要客户。公司开发的5nm蚀刻机已通过台积电的验证。 Prismo A7设备在全球基于氮化镓的LED MOCVD市场中处于领先地位,成功超过了传统的领先企业Veeco和Aixtron。

中微公司的主要业务是蚀刻设备和MOCVD设备的生产和销售,并处于国内半导体设备市场的前列。与公司有可比性的公司包括领先的国际蚀刻设备LAM和MOCVD设备领先的Veeco,以及国内两级半导体设备公司北方华创和精测电子。 在蚀刻设备市场上,中微公司与LAM之间存在很大差距,在MOCVD设备领域,中微公司具有与Veeco相近的实力。从国内来看,中微公司和精测电子处于同一水平,仅次于北华创,主要是因为公司是半导体芯片设备的后起之秀。总体而言,中微公司处于国内半导体芯片设备的第一梯队。

2020年前三季度,营业收入为14.8亿元,同比增长21.3%,归属于母公司所有者的净利润为2.8亿元,同比大幅增长105.3%。扣非净利润-4547.3万元,同比下降138.1%。其中,前三季度非经常性损益为2.44亿元。剔除政府补贴,确认的公允价值变动损益为1.55亿元,这主要是由于公司对中芯国际A股股权价值变动的投资以及LED芯片的供过于求。随着价格持续下降,下游企业面临毛利率和库存的双重压力。

A股上市公司半导体芯片刻蚀设备黑马股中微公司自2020年7月见顶后保持中期下降趋势,主力筹码相对较少控盘不足,据大数据统计,主力筹码约为21%,主力控盘比率约为31%; 趋势研判与多空研判方面,可以参考15日与45日均线的排列关系,中短期以15日均线作为多空参考,中期以45日均线作为多空参考。

大家都了解,现阶段在芯片行业的有关技术上,我们国家就是卡在了那一台顶尖的光刻机设备上,欧美国家对于该设备的技术一直都是防备有加,现阶段都还没哪一个国家可以独自造出光刻机,表面上是由荷兰的ASML企业生产制造的,但事实上它们的技术来源于数百家的企业技术的结合,而在其中美国技术层面占有了较大的份额,这是为什么我们不能得到顶尖光刻机的关键原因。

当然,就现阶段的状况看来,要想得到他们技术最顶尖的光刻机,大概率是不太可能的。但这也间接性地促使了中国半导体行业的发展,在中国 科技 人员的勤奋努力下,中国芯也开始了自己的发展之路。现阶段在芯片的产业链上,也拥有了开创性的进度,在有关技术性层面已经获得了重大的进展。除华为公司的5纳米技术芯片设计工艺,现阶段的芯片行业也有许多喜讯传来。

在不久前,中国北斗成功地提升了22 nm的精准定位芯片,而现阶段所选用的大部分都是40 nm的工艺,换句话说,在完成批量生产后,它将在技术上领先美国的GPS至少两代之上。不但如此,上海微电子企业也带来了喜讯,他们也成功地提升了22nm的光刻机技术。

虽然技术上,与欧美国家等国仍有很大的差别,但针对中国半导体领域之中,确是一次很大的提升,我们与发达国家的差别已经逐渐变小,并且现阶段我们在半导体材料行业的产品研发的幅度也在不断提高,追赶他们的脚步也会变得越来越快。

在现如今的智能化的时期,芯片是一切高 科技 公司而言都是最关键的存活定心针,而如今,如果没有高档芯片作为支撑点,也就代表着将来在尖端 科技 领域不太可能获得多少成绩。可是由于我国欠缺可以制造芯片的顶尖的光刻机,也造成了我们在芯片生产制造层面,并没有那么成功。

当美国的芯片限令起效后,几乎我国的半导体企业也深刻感觉到自身的不足,国家如今也在全力帮扶半导体企业,将大量资金投入到很多产品研发中。在国家的重视下,坚信许多半导体企业都能靠着坚实的后盾,朝着自主创新的唯一目标前进,在这样的状况下,坚信中国半导体行业能迅速提升,再度令欧美的那些国家另眼相看。


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