波兰不生产光刻机,生产光刻机的是荷兰。全球唯一能制造高端euv光刻机的是荷兰阿斯麦尔公司,euv光刻机是采用13.5纳米极紫外光光源,为第五代光刻机,与第四代光刻机光源的193纳米深紫外光光源,技术上提升非常巨大,该光刻机可以说是全球尖端技术集大成者。波兰这个国家不生产光刻机。
不后悔,高端芯片严重依赖进口,一旦被卡住脖子之后,很多行业都会受到影响,比如华wei就是一个典型的例子。而为了解决芯片问题,最近几年我国也加大对芯片的扶持和研究力度,而且从最近几年各大企业以及各大研究所的实际情况来看,确实取得一些不错的成果。
比如上海微电子目前已经成功研发出28纳米的光刻机,通过多次曝光后,可以用于生产14次纳米的芯片,据说这个制程的光刻机将在2022年量产。除了专业企业的研究之外,我国高校、科研院所也研究出了不少光刻机技术。
比如2018年清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第2个拥有双工作台光刻机技术的国家。2019年武汉光电国家研究中心使用远场光学雕刻最小线宽为9纳米的线段,成功研制出9纳米光刻机技术,从而实现了从超分辨率成像到超衍射极限光制造的重大突破。
2020年6月,由中国科学院院士彭练毛和张志勇教授组成的碳基纳米管芯片研发团队在新型碳基半导体领域取得了重大的研究成果,并实现了碳基纳米管晶体管芯片制造技术的全球领先地位。2020年7月,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所成功研发出了一种新型5nm高精度激光光刻加工方法。
再比如西湖大学研究团队研究出了冰刻技术,这一技术被广大网友认为有可能是取代 EVA光刻机的最佳手段。但是这不是要打击大家,而是目前我国光刻机的水平跟国际领先水平确实有很大的差距,这种差距并不是通过实验室搞几个概念出来就可以解决的。
上面我们所提到的这些技术,除了上海微电子可以制造出实实在在的光刻机之外,其他都处于实验室阶段,还没有形成成熟的工艺,距离量产仍然有很长的路要走。其次、即便量产了跟成熟的EUV光刻机仍然有很大的差距即便我们所提到的这些新技术能够量产了,但跟目前的EVA光刻机仍然有很大的差距。
目前荷兰的EVA光刻机已经达到7纳米级别,而且通过芯片代工厂的工艺改进之后,可以用于生产5纳米和3纳米的芯片。而前面我们所提到的这些技术,就算真的实现量产了,最高的工艺水平也只不过是10纳米左右,这个跟当前的EUV光刻机仍然有很大的差距。
冰刻就是利用在零下将近140°的真空环境中,水可以直接凝结成冰的原理,将样品放入真空设备后进行降温处理,然后注入水蒸气,使得样品上凝华出薄冰,形成一层“冰胶”,再用电子束进行照射,并进行材料沉积,去胶剥离之后完成电路图的刻画。
在这个过程当中有一个非常关键的设备,那就是电子束刻机,电子束刻机的分辨率直接决定了芯片的精度。但是目前全球最精度最高的电子束刻机也只不过是10纳米左右,这跟EUV光刻机的精度仍然有较大的差距。而且使用冰刻技术得逐帧进行雕刻,效率要比光刻机慢很多。所以从整体来说,就算冰刻机可以量产了,但它跟目前的EUV光刻机仍然没法相比,两者的差距仍然很大。
提到芯片卡脖子问题,很多人都简单地理解为我国没法生产高端的EVA光刻机,但实际上制约我国芯片发展的不仅仅是光刻机这么简单。在芯片生产过程当中涉及到很多环节,需要用到很多设备,而目前我国有很多芯片制造设备和材料都从欧美一些国家进口。比如氧化炉90%以上依赖进口,涂胶显影机90%以上依赖进口,离子注入设备90%以上依赖进口。
再比如材料领域,光刻胶90%以上依赖进口掩膜板90%以上依赖进口,靶材80%以上依赖进口,湿电子化产品70%以上依赖进口,电子特种气体85%以上依赖进口等等。就连广大网友引以为傲的所谓冰刻机最核心的一个零部件之一的电子束刻机,目前我国技术也落后于国际先进水平,国产电子束刻机精度只有一微米左右,这个精度其实是很差的。
所以综合各种因素之后,大家要看清现实,不能盲目乐观,我国芯片想要超越欧美一时半会是不可能的。对我国来说,真正要把芯片做起来,不仅要攻破光刻机技术,更要沉下心来培养整个芯片产业链,这样才能真正的把芯片制造能力提升上去。
2020年3月28日,中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛:量子计算机离我们还有多远?的主题,主题上 张辉(合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁,中国科学技术大学博士)做主题演讲时候有提到,3nm是经典计算机的工艺极限,就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。 之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问,他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺,但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了,只是采用直写技术的硅片没有商用价值,只能制作掩膜版用,所以说3nm更不是极限了,那么光刻机的极限在哪里呢?接着往下看。 光刻机的极限 其实光刻机极限已经快到了,因为硅这种材料的极限在1纳米左右,如果想要超越1nm,那就得换材料了,但是目前地球上已经发现的材料中,没有比硅更适合的了,所以末来十年都很难超越1nm工艺,除非科学家能发现一种新材料,当然,这种可能很小。 超越1nm很难,那么达到1nm呢?目前要想达到1nm,目前当芯片内部线宽窄到3nm,电路中用于导电的铜线之间的间距太小,就会发生短路,所以说达到1nm都很难,只能寄希望于量子技术的突破了。 荷兰ASML(阿斯麦)公司的现状 在EUV光刻机方面,荷兰ASML(阿斯麦)公司垄断了目前的EUV光刻机,去年出货26台,创造了新纪录。据报道,ASML公司正在研发新一代EUV光刻机,预计在2022年开始出货。 根据ASML之前的报告,预计2020年将会交付35台EUV光刻机,到2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C,两者基本结构相同,但NXE:3400C采用模块化设计,维护更加便捷,平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时,支持7nm、5nm。 荷兰ASML(阿斯麦)公司的极限 与之前的光刻机相比,ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右,可以进一步提升光刻机的精度,毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早,至少到2022年才能出货,大规模出货要到2024年甚至2025年,届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了,所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm,估计要到2030年了。 总结 总结来说1nm应该是光刻机精度的极限,预计要10年左右才能达到这一目标,我是小熵,你有什么看法?快到下方评论区留言吧!欢迎关注,持续为您答疑解惑。 在紫外光谱。不同的材料有区别。
西方光刻机目前最顶级是13.5纳米,也就是euv极紫外光光源波长的光刻机,这也是第一代euv光刻机,所以直接就是按光源波长来计算纳米数值。13.5的纳米可以制作22纳米以下制程的芯片,目前量产芯片最高为4纳米,可制造最高制程为3纳米。
我没研究过芯片生产工艺,但了解过晒字工艺,理论上来讲是相同的,个人认为解决了高倍放大镜和高倍微缩镜就攻克了50%困难,剩下的50%就是制造工艺的精度问题了,其实想解决工艺差重点在于电机精控,可以采用双级或许多级来缩小工艺误差。
荷兰人这么说是有道理的,图纸只是把光刻机的结构和尺寸告诉你,内部的各个零部件不是有图纸就能自己制造出来的,就像现在的华为手机,美国断供芯片后我们只能用自己的,不过手机性能要回到过去了,为了解决这个问题就要进口荷兰的光刻机,理所当然更难。
之前说航空发动机是工业皇冠,中国人绝对造不出来,现在太行已经普遍装配,涡扇15也初步成功,所以没有什么是不可能的,中国有人有钱,又不是什么未知领域的黑科技,都是成熟技术,只是加工工艺的问题,只要舍得投入,良品率低些就低些,总会造出来的。这么给你说吧,给你图纸你都造不出来。
第一,零件精度,光刻机是纳米级别的机器,它所需的零件需要高精密度,误差很小,中国为啥好多零件要从外国买,包括发动机,大部分原因就是零件精度不够,你拆卸了,就是造不出来,第二,装配,几万个零件你怎么装,只要其中一两个装不好,那最终误差可就大多了,这不是你装高达,你高达都装不好。第三,技术,其中用到好几百种专利,有些技术中国都没有,你怎么造。这还是最普通的,你真正造起来问题很大的。
我觉得光刻机难度主要是涉及的国际大厂太多,再加上美国对中国的技术封锁中国想要独立制造光刻机涉及的领域太多所以这不是一年两年能做出来的,最起码得等到其他领域都发展到一定得能力才能咱们自己制造。所以只是时间问题。
这个怎么说呢,从工艺角度绝对是高精度的光刻机更难,但技术都是不断改进来的,花5年十年以中国的精神并非不可实现,原子弹这个从政治角度,从实现角度更难,世界那么多国家能造原子弹的也没多少,这种武器谁不想造?但事实是很多国家偷偷搞了几十年依然搞不出来,更别说氢弹了,作为如今的中国来说,光刻机更难,因为它需要更多产业链的支持,如果全产业链都成熟,造光刻机对中国来说那还不跟玩一样。
光刻机难,从专业人才,设计,材料,工艺,各方面我国都缺。原子弹氢弹那时候我国有一大批高级尖端人才,可以说各个都是世界级人才天才,才把原子弹这些搞出来的,现在我国没这方面人才以及技术。
阿斯麦其实只是一家组装厂,光刻机是世界上最精密的机器,其需要瞬间的精确移动和停止,移动精度误差不大于2纳米,才能造出7纳米制程的cpu芯片,5纳米芯片的移动过程误差不超过1.5纳米。好比两家在飞机跑道上起飞的飞机,一家飞机上伸出一把刀,另一家飞机上伸出一粒米,需要在这粒米上刻一个A字。另外,聚焦激光的光束斑的直径要正好5纳米,控制软件也要纳米级的要求精度。你怎么玩?阿斯麦的各个零部件汇聚了全球各个国家最顶级的技术产品,有镜头、极紫外光激光、超精密机床、精密控制软件等,这些技术是全人类几百年不断累积的智慧结晶,若中国能评一国之力获得突破,那中国在这些领域将同时登顶世界技术之最。
要知道自身有几斤几两,高端科技那么好搞不至于很多领域被掐脖子,人家赚大头我们只是赚点代工费。汽车发动机相比较芯片来说,肯定是芯片难度大一点,目前为止国产发动机哪个是自主研发的!这个不是吹出来的,有些东西即使可以仿造只是形似,内在的东西差的太远了,不然很多人喜欢买进口的或者代购呢。
可口可乐的配方一直是公开的,为什么这么多年,都没有人可以做到和它一样的味道?还有路虎,以前路虎还没有卖给印度塔塔公司的时候,用美国的发动机,德国的变速箱和软件,基本没有什么大问题,卖个塔塔公司以后,德国仅仅是不给它供软件,其他配件都没有改变,路虎就上了315。
原子弹只要造出来能引爆它就行,没有标准,也不需要考虑市场能不能接受,但这个问题肯定说的不是普通的光刻机,这里说的是世界最先进的光刻机。原子弹如果像考试,代表着高分,考出高分有很多种原因的,甚至抄袭都有可能,但顶级光刻机就代表着你不光要考高分,而且还要保持第一名,这个不是你能抄袭到的。
准确的说原子弹是刚需,光刻机不是,你真的以为荷兰人是外星人?只有他们才能制造最牛逼的光刻机?这是商业因素驱动的,就像美国人的因特尔,不是别的国家做不了,是没必要,如果光刻机牵扯到国家命运,你还会天真的以为地球上只有荷兰人才能掌握这个尖端技术吗?先不说别的国家,美国第一个就能搞出来这玩意。
光刻机不是靠荷兰一家之力造出来的,它是世界(特别是西方阵营)最尖端科技的集大成者,其汇集了多个发达国家的多项尖端技术。以此看得出美国是多么的深谋远虑,它主导了高科技产业在同盟国中分工合作,控制了世界上最发达最先进最尖端的科技,根根需要,一些技术只在它们之间分享,但非同一阵营绝对被排斥。
航空发动机技术也与此类似。世界上最发达的美欧大洋洲等国家(如美英法意澳加日韩瑞丹荷挪新等国)均属它们同一阵营。可想而知,我们要突破它们的技术壁垒有多难!我们应当与时俱进,放弃不结盟过时陈旧思维,多结交朋友,结成盟友,集思广益,合作攻关,共同战斗!
科学技术一直在进步,光刻机虽然我们起步晚,并不是说我们就不能攻克了。困难是困难,难道困难就不做了吗?举国之力,一个领域一个领域的突破,我相信国家的能力,我也相信中国人自古以来的聪明和能力,现在这个时刻才是关键,让国家让国民清醒,什么才是国家发展的最重要因素,不是一天靠炒房地产,不是靠一天做明星梦,而是靠科技靠知识,靠的是不向老天低头的骨气。中国自古不缺人才。
原子弹是研发集成,光刻机是成果集成。难度前者最大,没有现成实物,基本所有都要从理论到实物,各种验证,从无到有,再集成,再优化,再验证。后者难度在优化整合上。攻城不怕坚,攻书莫畏难。科学有险阻,苦战能过关。我们现在各方面条件比刚建国时不知好多少倍,更何况我国已经有了能生产14纳米的光刻机。我坚信我国的科学家和能工巧匠们一定能攻坚克难,再创奇迹!
中国的光刻技术和荷兰 ASML 的 EUV 光刻技术,关键点的区别在于采用紫外光源的不同和光源能量控制。1、紫外光源的不同中国光刻技术采用193nm深紫外光源,荷兰 ASML 的 EUV 采用13.5nm极紫外光源。光刻是制程芯片最关键技术,制程芯片过程几乎离不开光刻技术。但光刻技术的核心是光源,光源的波长决定了光刻技术的工艺能力。我国光刻技术采用193nm波长的深紫外光 p 源,即将准分子深紫外光源的波长缩小到 ArF 的193nm。它可实现最高工艺节点65nm,如采用浸入式技术可将光源缩小至134nm。为提高分辨率采取 NA 相移掩模技术还可推进到28nm。到了28nm以后,由于单次曝光的图形间距无法进一步提升,所以广泛使用多次曝光和刻蚀的方法来求得更致密的电子线路图形。荷兰 ASML 的 EUV 光刻技术,采用是美国研发提供的13.5nm极紫外光源为工作波长的投影光刻技术。是用准分子激光照射在锡等靶材上激发出13.5nm光子作为光刻技术的光源。极紫外光源是传统光刻技术向更短波长的合理延伸,被行业赋予了拯救摩尔定律的使命。当今的 ASML 的 EUV 光刻技术,已能用13.5nm极紫外光制程7nm甚至5nm以下芯片。而我国还是采用193nm深紫外源光刻技术,如上海微电子28nm工艺即是如此。虽然我们采用 DUV 光刻技术通过多重曝光和刻蚀方法提升制程工艺,但成本巨大、良率较低、难以商业化量产。所以光源的不同导致光刻技术的重大区别。2、光源能量控制不同在光刻技术的光源能量精准控制上,我国光刻技术与荷兰的 EUV 也有重大区别。光刻技术的光学系统极其复杂,要减小误差达到高精度要求,光源的计量和控制非常重要。它可通过透镜曝光的补偿参数决定光刻的分辨率和套刻精度。光刻技术的分辨率代表能清晰投影最小图像的能力,和光源波长有着密切关系。在光源波长不变情况下, NA 数值孔径大小直接决定光刻技术的分辨率和工艺节点。我国在精密加工透镜技术上无法与 ASML 用的德国蔡司镜头相比,所以光刻技术分辨率难以大幅提高。套刻精度是光刻技术非常重要的技术指标,是指前后两道工序、不同镜头之间彼此图形对准精度。如果对准偏差、图形就产生误差,产品良率就小。所以需不断调整透镜曝光补偿参数和光源计量进行控制,达到满意的光刻效果。我国除缺少精密加工透镜的技术外,在光源控制、透镜曝光参数调整上也是缺乏相关技术的。
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