造EUV光刻机有多难?美国也无法凭“一己之力”造出来

酷扯儿

发布时间:08-0614:28

本文转载自【微信公众号:5G报,ID:wugbao001】

中科院立功!5nm激光光刻研究获进展

近来,你被这条新闻给刷屏了么?

怕是不禁被刷屏。

在少部分人的解读之下,估计还差点认为明天就能看到能生产5nm芯片的国产光刻机了。

但事实是,新闻源出处《苏州纳米所联合国家纳米中心在超高精度激光光刻技术上取得重要进展》一文中并没有提到任何有关“芯片制造”等信息点。

文中提到(关键信息摘取):

开发的新型微纳加工技术在集成电路、光子芯片、微机电系统等众多微纳加工领域展现了广阔的应用前景......研究团队还利用这种超分辨的激光直写技术,实现了纳米狭缝电极阵列结构的大规模制备......

显然,目前来看,“5nm激光直写技术”更有利于“狭缝电极”规模化生产。

“狭缝电极”只是光电子器件的基础元件,并非是CPU等集成电路(芯片)。

至于最终能否用于芯片制造,还得看激光直写技术能否解决波长(100nm以上的波长无法生产7nm以下芯片)、生产效率等问题,实现量产。

所以激光直写技术一直以来,主要用于微纳光学元件加工。

其实,诸如此类的事件近来年是甚多,比如之前的“5nm蚀刻机”,在少数人的渲染之下,让不少网友误以为我们真的要实现“弯道超车”了,再也不用被“卡脖子”。

事实上,光刻机这个“槛”,一时半会还不好跨过去。

中科院微电子所的刘明院士曾表示,国内的光刻技术与国外技术差距依然有15到20年。

目前,要量产7nm及以下工艺的芯片,就要用到EUV光刻机。

而现阶段,有且仅有荷兰的ASML(阿斯麦)公司能造出可用于量产的EUV光刻机。

凭借这一独有技能,荷兰ASML占据着全球高端光刻机市场70%以上的份额。

但EUV光刻机并非凭ASML的“一己之力”造出来的。

荷兰ASML所生产的EUV光刻机的零配件高达10万件,其中8万多个精密零件来自全球40多个国家,其核心零部件主要来自于欧美日韩以及中国台湾。

而且,根业内人士的说法,EUV光刻机的零件几乎都是定制,90%使用了世界最先进的加工技术,甚至一些接口都要工程师用高精度机械进行打磨,尺寸调整次数更可能高达百万次以上。

比如光学镜头来自德国蔡司;光源技术来自美国Cymer(2013年已被ASML收购)。

此外,值得一提的是,ASML从2006年推出EUV光刻机的原型到2015年推出用于量产的样机,用了近10年的时间。

若这10年间,ASML没有与美国英特尔、德国蔡司、韩国三星以及中国台湾的台积电等等科技巨头、精工企业进行深度捆绑,得到它们的技术及资金的支持,EUV光刻机还不知道要推迟多少年才能现身于生产线上。

因此也有人如此评论,EUV光刻机比造原子弹还难。

因此,荷兰ASML才敢在公开场合如此说道:

就算把EUV光刻机的图纸公之于众,其他的国家也没有办法进行山寨。

显然,制造EUV光刻机的难度不仅在于技术还需拥有整合全球顶级工业零件供应商的能力。

换言之,EUV光刻机是全球化的产物,且是集全球顶级科技公司及精工厂商这两者之力打造出来的。

可想而知,EUV光刻机完全国产自主化是100分之艰难,其难度犹如拿着把石斧跟一把集全世界顶级工匠之力打造出来的纯金属斧头对抗。毕竟我国的精工制造业的底子本来就薄弱,现在要把日本、德国等等的精工技术集于一身,不是不可能,是得举全国之力也得花上好些年。

其实,自上世纪90年代起,中国便开始关注并发展EUV技术。最初开展的基础性关键技术研究主要分布在EUV光源、EUV多层膜、超光滑抛光技术等方面。2008年“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项也将EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。

此外,于2015年经国务院总理李克强签批的战略文件《中国制造2025》也将EUVL列为了集成电路制造领域的发展重点对象,并计划在2030年实现EUV光刻机的国产化。

但在未发生“实体清单”事件之前,更多是以由企业来主导、国家政策支持这样的“慢跑”模式来发展EUV技术,但对于企业而言,动不动上百亿美元、研发周期少则5年多则10年,若主要靠自身输血来投入,不是一般的“鸭梨山大”。

如今经过此事之后,“慢跑”模式也已切换到由国家全力推动、企业全力跑的“加速”模式。这势必会加速EUV光刻机的到来。

往下,就交给时间吧!

参考资料:

[1] 半导体观察IC《7nm大战在即 EUV热潮不断 中国半导体设备产业如何推进 》

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