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半导体行业观察,光刻机

来源:整理 时间:2022-04-08 09:19:39 编辑:手机 手机版

关键问题来了,美国能否以一己之力制造5纳米极紫外光刻机?单从技术角度讲,美国是可以做到的,只不过可能工艺相对要粗糙一些,比如核心的分辨率和套刻精度要低些。极紫外光刻机核心技术无外乎与光源、镜头、精加工及拼装工艺等,这些东西最终体现在分辨率和套刻精度上。目前阿斯麦的镜头来自德国蔡司,而光源则来自美国Cymer,其它的小部件也是全球采购,自己只负责起装配。

极紫外光刻机的零件超过10万个,大部分是外购来的,这并不是阿斯麦没能力自产,而是其经营理念就是如此。对美国来说,如果非要独自来制造,也不是没有可能,主要的困难可能就是镜头及安装工艺,但这不算卡脖子。美国也有不少有实力的光学公司,比如海洋光学公司,还有些院校的光学研究中心,生产光刻机镜头应没问题。装配工艺这个可以摸索,至于精加工,对美国来说也不是难点。

所以说,美国独自是能够搞定极紫外光刻机的。但事实上,这只是一种想法而已,美国没有任何必要去独自生产光刻机,在开放创新的时代,没人愿意这样干。美国掌握核心技术,根本没必要事必躬亲,美国公司只需将芯片甩给代工厂,自己只负责开发设计与软件更迭。由此可见,美国拥有极紫外光刻机的核心技术,完全可以独自制造。但从现实来看,美国根本没有必要这样做。

中国光刻机距离顶尖水平还有较大差距,那么同样关键的蚀刻机处在什么地位?

光刻机和蚀刻机是什么?光刻机与蚀刻机是生产芯片的两大重要机子,可以说一个是魂,另外一个是魄。至于说这两个机子的具体功能是什么呢?最简单的解释就是:光刻机把电路图投影到覆盖有光刻胶的硅片上面,刻蚀机再把刚才画了电路图的硅片上的多余电路图腐蚀掉。这样看起来似乎没什么难的,但是有一个形象的比喻,每一块芯片上面的电路结构放大无数倍来看比整个北京的线路图都复杂,这就是这光刻和蚀刻的难度。

这两者的加工精度是头发丝直径的几千分之一到上万分之一。以16nm的CPU来说,加工尺度为普通人头发丝的五千分之一,加工的精度和重复性要达到五万分之一,更不用说更先进的10nm及7nm的CPU了。我国光刻机的水平我国目前生产光刻机最为先进的企业为上海微电子装备(集团)股份有限公司,这是一家有着国资背景的企业(前两大股东均为国有企业),成立于2002年,至今已有17年的历史,实现了我国光刻机从无到有的地步。

光刻机从出现到现在一共历经了五代的发展,现在世界上最新进的光刻机生产企业为荷兰的ASML(阿斯麦),已经可以做到第五代EVU的7nm制程的量产,上海微电子虽然发展速度很快,但是目前只做到了光刻机第四代ArF的90nm制程,且尚无法量产。按量产能力来说差了近两个年代,按照研发能力来说,差了一个年代。所以我国的光刻机水平距离世界领先水平还是有较大的差距的。

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