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。

首先,光刻机的透镜,光源技术难度大,研发要求历史和时间比较长。

其实光刻机的发展历史非常悠久,从90年代开始,发达国家就已经开始研究光刻机的相关技术。其中美国著名厂商asml负责研发,在硬件方面他们采用德国蔡司的透镜。并且其他的相关硬件都来自于其他高科技国家。所以说光刻机技术不仅仅是一个国家就能够研发出来的,它还需要全球不同的国家为其提供生产力和科技的支持。举一个简单的例子说明,美国生产的7纳米芯片,是利用光刻技术将数据集成到芯片上。并且在制作过程当中要非常严格地掌控光的大小。这远比制作一个普通的相机要难,因为相机只需要控制光圈,而光刻机不仅仅是要控制光的大小,还要能够利用光。

其次,光刻机的研发需要大量的资金支持,很多企业难以承担高昂的研发费用。

美国等发达国家研究光刻机,几乎每年都有超过90个亿的资金作为研发费用。到目前为止这些掌握光刻机技术的国家大约都花费了约4000亿元。并且目前光刻机市场的老大asml几乎可以说是整个光刻机技术的垄断者。他们每年投入的研发费用,几乎是某些世界500强企业的三个季度的收入。所以说对于我国很多中小企业来说,他们没有充足的资金去研发光刻机。并且加上目前市场已经存在一定的饱和,这些新研发的企业如果大量将产品投产到市场当中,无疑会使得竞争对手和自己两败俱伤。

最后,我国的光刻机技术刚起步,仍然面临着许多难题需要攻克

从目前我国在相关行业发展历史分析,只有上海微电子装备和合肥芯硕半导体有限公司在研究光刻机方面取得了一定的进步。并且从目前来看,上海微电子装备已经能够研发出90纳米工艺的芯片。而另外一家公司能够研发出半导体直写的光刻机。并且已经能够实现最高200纳米的量产技术。

华为芯片都已经在生产了,光刻机肯定是有了。这不过这个光刻机跟你想象的可能并不同。

我们知道,两年前,美国开始制裁华为。

那会华为的海思麒麟芯片是在ARM架构公版的基础上自己设计的。华为只做芯片设计,芯片生产由别人代工。在被制裁之前,华为海思芯片设计出来的产品已经可以比肩第一线的其他手机芯片,像高通、苹果等,虽然可能有些差距,但也不算太远。

美国认为只要禁止华为使用设计芯片的EDA软件,把华为的芯片设计能力限制住了,就是蛇打七寸了。要知道设计芯片所用到的EDA软件是被美国垄断的,我们国内没有一款芯片设计软件能用来设计高端的手机芯片。

因此,美国第一轮制裁华为的主要方式就是禁止华为使用美国的芯片设计EDA软件,以及使用GMS。

然而效果并不大,因为华为海思已经设计出当时技术前沿的芯片,如麒麟9000等。华为拿已经设计完成的芯片给代工厂去生产,还可以维系很长一段时间。让美国一招致华为于死地的想法落空。

因此美国进行了后续几轮制裁,给华为加上了一道道紧箍咒。比如禁止台积电、中芯国际等芯片代工厂给华为生产芯片。

然后美国又发现华为通过大量采购芯片增加库存,以延长制裁下的生存时间。美国当然是难以接受的,他们经过研究,最后还是发现华为准备不足的地方。所谓不足的地方,就是一些关键的半导体小零件,比如电容、电阻、光感零件等等,世界上没有一家企业能全部种类生产的。华为在备货的时候,可能觉得比起手机CPU芯片的重要性,这些小零件觉得不重要,以后需要的话也容易采购,也就忽视了。没想到美国连这些小零件都不给华为,根本目的就是不然华为生存下来。

每一轮制裁都是事先对华为进行仔细研究分析后作出的决定。效果也明显,几轮制裁下来,华为凑不齐生产手机的所有配件,手机销量直线下跌,基本上把手机市场让出去了。

然而, 手机虽然在近几年为华为贡献了一半以上的利润,但华为的基本盘并不是在手机上 ,而是在于华为起家的业务上——通讯设备 ,2G、3G、4G、5G基站设备,以及交换机等等。

在华为做手机之前,华为已经连续几年是通讯设备行业的全世界第一。 而美国的几轮制裁之后,也影响到华为的通讯设备业务,要知道5G也是要用到芯片和其他半导体配件的。被制裁之下,华为海外的5G订单能否完成都成了问题。这也是后来国外客户撤销订单的原因之一。

如果是让华为在通讯设备和手机进行二选一,华为肯定选通讯设备的。毕竟华为是先有了通讯设备,后有手机业务的。这是一个先有鸡,还是先有蛋的选择题。因此华为先要拯救的、要保住的是通讯设备。

还有一个因素,通讯设备对芯片和配件的要求没有手机那么高。手机芯片工艺现在有7、5、3纳米的要求,而通讯设备并没有要求这么精细。关键是国内也没这方面的技术,目前国内28纳米及一下的所有技术都离不开美国的技术,因此华为不可能现在生产28纳米及以下的芯片。

网上看到华为在2020年7月份招聘光刻工艺工程师,就认为华为要做光刻机了。

然而这个光刻机可能跟想象的不同,并不是做手机芯片的,而是为了生产通讯设备的芯片。

好消息还是有的。第一轮制裁的EDA软件,华为自己设计了一个基于40纳米的芯片设计软件工具(EDA TOOL)。

目前,华为已经开始在武汉 生产的40纳米的芯片了。生产出来的芯片将用在华为的基站和其他通讯设备上。而整个生产线是去美国化的,全部实现国产化。

并且计划在不久后升级到28纳米工艺。我想,以华为的速度,40、28纳米工艺完成之后,14、10纳米并不会太远。10纳米已经可以勉强用在手机上了。只要给华为时间,一切都不是问题。

光刻机被称为半导体工业皇冠上的明珠,其技术要求之高可见一般。因此,华为显然不会自己研发制造光刻机,这里面涉及的技术是系统工程,绝对不是一家厂商可以解决的。

但是,华为在芯片领域有着自己的技术累积以及雄厚的资金实力,这些方面很大程度上可以帮助光刻机的研发,参与到整个光刻机研发体系中,进一步加快推进我国先进光刻机的研发。

1、华为无法独立研发制造光刻机: 光刻机是一个复杂的系统工程,其自身拥有多个核心子系统,每个系统可以说都需要全球顶尖的技术实现,比如双工件台、浸液系统、物镜系统、准分子激光光源等等。这些子系统以华为自有技术完全是搞不定的,没有对应领域的技术累积根本没法研发。

除了核心子系统的技术研发外,还需要将技术产业化,这就需要有对应的生成厂商来制造,而这块国内也是分工的,各子系统都有专业领域的厂商来生产。比如双工件台有华卓精科制造、浸液系统有启尔机电、光源系统有科益虹源等等。,

整个光刻机研发制造体系基本上就是科研机构(浙大、清华、长春光机等)专攻技术研发,然后再有专业厂商进行产业化。

由此可见光刻机产业的体系庞大而又专业,华为虽然是国内第一 科技 企业,但显然无法面面俱到,什么都自己干!

所以,华为无法自己研发光刻机!

华为投资光刻机相关领域: 虽然华为无法自己研发制造光刻机,但是其芯片领域累积的技术的确可以帮助整个光刻机的研发,也的确可以参与到光刻机的研发过程中来,以他们的实践经验来解决部分研发过程中的一些问题。

目前,有消息称华为旗下的投资公司哈勃投资入股了科益虹源,成为该企业的第七大股东,股权比例为4.6%。

科益虹源目前掌握有193nm ArF准分子激光技术,这也是光刻机的最核心三大子系统之一,对应的技术在领域内全球第三,国内第一。

显然,华为这是想通过自己的投资来直接推动光刻机的研发进度。光刻机这种核心技术研发和产业化需要大量资金投入,光建设生产工厂就需要很大的资金投入,早前科益虹源北京的工厂建设就花了5亿。华为资本的入股能解决厂商的资金问题,同时也能加快光刻机的产业化。

Lscssh 科技 官观点: 综合现有的信息来说,华为是不可能自己研发光刻机的,但是必定会想办法参与到这个过程中来,会以自己的形式来支持和推动我国光刻机的研发生产,入股科益虹源只是方式之一。

根据公开的消息,哈勃投资最近1~2年已经入股大量半导体产业线厂商,涉及半导体材料、装备,具体涵盖模拟芯片、碳化硅材料、功率芯片、人工智能芯片、车载通讯芯片等热门半导体产品线。

不要说你不爱国,我认为华为永远不会有生产光刻机和用来实际生产的能力,因为他只是一个组装厂

这就是卡住中国的那个所谓的光刻机,不错,是一种复杂而又混乱的高 科技 技术的产物。

先简单的了解一下光刻机的主要作用;光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。

光刻机是芯片制造的关键设备,不光华为在研发,像SMEE、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电 科技 有限公司、无锡影速半导体 科技 有限公司等一些企业,在光刻机上衣和有自己的成果,这些公式只是在低端市场占比的,高端的就是中科院光电技术研究所的技术,现在光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片,它这个22纳米的属于单次曝光,还制造不了芯片。

虽说就这关键一步让有些小人之国卡住了技术难关,这种现状的主导原因,是中国不会有其自己研发的芯片,其实这个并不是什么坏事,反而会激励咱们国内的一些高 科技 公司在国家的大力支持下会更快的加速研发,华为就是其中一家,也是深受其害最惨的一家,有了前车之鉴肯定会加大力度研发光刻机的成型,相信中国的力量和技术,不会输给世界上任何一个国家的,说不定会让光刻机的技术更成熟更省劲,说不定这越复杂的东西反而会让我们有捷径可走,就不信了,你们搞的复杂,一个光刻机需要很多家公司的产品组合起来才能组成光刻机的整体进行使用,相信我们不会搞的这么复杂,也会让世界为之震惊,脑子是要动起来的,动起来了你们谁都跟不上,相信华为定不负众望,完成光刻机的研发,让中国靠又一项技术站在世界之巅,受制于列强国家的情况永远不会再发生。相信华为相信中国!

谢谢!!!


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