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华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-18 浏览次数:628

5月15日发布的报道称,美国商务部再度延长华为的临时许可到8月13日,但同时他们正在更改一项出口规则,意图打击华为的芯片供应链。

根据这项规则变动,即使芯片本身不是美国开发设计,但只要外国公司使用了美国芯片制造设备,就必须获得美国政府的许可,才能向华为或其附属公司提供芯片。华为继续获取某些芯片或使用某些美国软件或技术相关的半导体设计,也需获得美国的许可。

这意味着美国试图切断华为在全球的芯片供应。消息一出,引起了高通、思科、苹果、波音等美企股价的剧烈波动,高通2小时跌幅一度超7%,可谓是不惜牺牲美国企业利益也要打击华为。

为遏制华为,美国商务部算是彻底撕破脸了,采取了最凶狠的方式:即便是在美国境外为华为生产芯片的晶圆厂商们,只要使用了美国半导体生产设备,都需要申请许可证。这意味着,全世界所有公司,只要用到了美国的设备与技术。帮华为生产产品,必须得到美国政府批准。美国正式启动“无限追溯权”,要对华为“全面封锁”。不仅芯片巨头台积电不能再为华为代工,联发科,三星等其他外国工厂也不能,就连中国大陆的中芯国际,紫光,甚至华为自己的海思,理论上都无法再给华为供货。因为全球几乎所有的芯片厂,都或多或少的使用了美国的生产设备,包括中国本土企业。

面对如此凶狠的封杀,华为也在第一时间用33个字回应:“没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难。除了胜利,我们已经无路可走。”

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?

面对封锁,我们唯一能做也是必须能做的只有独立自主地研发自己的芯片技术,打破对国外的依赖。

而在芯片研发领域,最重要的一项技术就是光刻机的制造。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?

为何光刻机如此重要?

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。

半导体制造由于超高的精度,无法通过手工和机器装配,只能通过激光来刻蚀,光刻机就是这个设备,半导体制造的关键,无论台积电、三星还是中芯国际都会受制于光刻机技术。

光刻机哪家强?

目前在全球45纳米以下高端光刻机市场当中,荷兰ASML市场占有率达到80%以上。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?


且目前ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的提供商,所以ASML才是全球芯片业真正的超级霸主一点都不过分。正因为得益于技术领先,目前ASML的市场份额也是很大的,目前全球知名芯片厂包括英特尔、三星、台积电、SK海力土、联电、格芯、中芯国际、华虹宏力、华力微等等全球一线公司都是ASML的客户。

比如2018年全球光刻机出货大概是600台左右,其中荷兰的ASML出货量就达到了224台,出货占全球的比例达到30%以上。

而我国的光刻机水平如何了?

国产光刻机的开发只有一家:上海微电子装备,简称SMEE。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?


SMEE成立于2002年,真正从0开始,十几年就做这一件事,非常不容易。

SMEE计划2021年交付首台国产的28nm的immersion光刻机,但是和世界上最先进的ASML公司仍然具有20年左右的差距(20年后可能和ASML水平持平)。目前ADML最先进的光刻机是能够达到7nm级别的。

而目前SMEE可以做到的最精密的加工制程是90nm,相当于2004年最新款的 intel 奔腾四处理器的水平。

别小瞧这个90nm制程的能力。这已经足够驱动基础的国防和工业。哪怕是面对“所有进口光刻机都瞬间停止工作”这种极端的情况时,中国仍然有芯片可用。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?

2018年11月29日,中科院研制的“超分辨光刻装备”通过验收。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。

可以这么说,国产在努力追赶,在国际上差距是有的。现在是ASML一家独大,我们也慢慢稳住了脚跟。但是这样的追赶是没有止境的,我们需要主动探索下一个技术点,就是像ASML公司一样。我们已经在现有光刻技术的极限区域,现有的技术最多只能支撑10年不到的科技发展的需要。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?

而这种落后是中国人天生造不出光刻机吗?

完全不是。

我国60年代就曾布局过光刻机且技术先进,那时光刻机巨头ASML还没诞生,直到70年代,ASML仍是小字辈。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?


下图是1972年,武汉无线电元件三厂编写的《光刻掩模版的制造》,32开66页。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?


中国芯片光刻工艺研究起步,虽比美国稍晚,但跟日本差不多同时起步,比韩国、中国台湾早10年。

1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。

1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻研模工艺。

华为要被封杀,而我国在芯片制造领域中最重要的光刻机水平如何?


清华大学研制第四代分布式投影光刻机,并在1980年获得成功,光刻精度达到3微米,接近国际主流水平。

但是很可惜,在1980年代“造不如买”的要求下,我国放弃了电子工业的自主攻关,诸如光刻机等科技计划被迫下马。

像武汉无线电元件三厂,1994年破产改制,卖副食品去了。

在停滞几十年后直到2003年SMEE的成立,我国光刻机技术才重新开始发展,此时我们已经离世界先进水平有着一大段距离。

“中道崩殂”,再次起步时间晚,再加上国外各种技术封锁,导致我国的光刻机技术到如今还无法摆脱依赖。

当然我们还是要看到,我国的光刻机技术正在加速发展,我们不必妄自菲薄,要相信我国的科学技术人员,再加上国家的不断重视,相信我国的芯片技术终会步入世界先进水平的!

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