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我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-03-01 浏览次数:552

华为Mate40系列手机,因为没有足够的芯片,导致一机难求。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

背后的原因在于,台积电无法给华为代工5nm芯片。

华为缺“芯”,引发全民关注。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

问题来了,我们制造光刻机和芯片的难点在哪里呢?


金钱

一台光刻机要卖10亿,对于厂商来说,研发投入是天文数字。

首先,光刻机的研发周期长,耗资巨大,能不能落地另说。

把技术落地,需要投入的金钱也是天文数字。

我们以14nm芯片来举例,一座厂房的建设成本在100亿美元以上。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

目前,三星和台积电正在研发的3nm工艺制程生产线,从研发到落地,资本支出至少在千亿美元级别。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

光刻机在生产芯片的过程中,需要消耗大量的水和电。

从头到尾,每一个环节都是金钱。

所以,华为能够自己搞定吗?笔者认为,靠一个商业公司去攻克光刻机,几乎不可能。


精度

目前,我们自主研发制造的光刻机和芯片,可以满足军工需求。

我们完全自主研发的光刻机,目前可以支持193nm氟化氩激光光刻技术。

而世界上最先进的光刻机来自ASML,EUV 5nn工艺。

对比一下,我们的差距太大了。

可是,从民用的需求来看,人们需要高精度的芯片。

比如体积更小的智能手机,性能已经超过笨重的台式机。

目前,台积电工厂正在使用的就是ASML的5nm光刻机。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

台积电为苹果和华为代工,先后生产了A14、M1、麒麟9000芯片。

为什么说我们造光刻机最大的难点是“精度呢”?

光刻机本身就是一种最精密的仪器。光刻机用的光,波长要越短越好。同时,光的能量和准度也有要求。

目前很成熟的DUV光刻机,原理是这样的:193nm的光源脉冲去击打(两次)液态金属锡,制造出波长很短的光源。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

这中间的精度要求我们想象一下:从空中掉落的金属液滴只有20um大,光脉冲要击打两次。

举个例子,这就好比是用乒乓球打苍蝇,还要打中两次,精度要求之高难以想象。

单说光源,除了DUV,还有更先进的EUV。

我们刚才说的只是光刻机的光源,光源在光刻机内发挥作用,还需要反光镜。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

光刻机中的反光镜,必须要非常非常光滑,同样要求很高的精度。

除此之外,还有更多细节。


核心技术

制造芯片,制造光刻机的基本方法和原理,这都是公开的了。

刚我们也提到了,光刻机需要极高的精度,对应的就是最尖端的核心技术。

然而,最先进的5nm光刻机,需要最先进的光刻机光源技术,这种技术被Cymer牢牢掌控。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

同时,光的准确度和精度也非常重要,卡尔蔡司也为光刻机提供支持。

掌握核心技术非常主要,我们拿北斗导航的举例,完全自主研发。

很多小伙伴说了,GPS挺好用的,我们有必要做吗?

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

答案是有必要,欧洲的伽利略导航系统,我们也曾出钱出力,可是人家说不卖就不卖,说不让你用就不让你用。

所以,我们还是得自己动手,掌握核心技术。


整合能力

光刻机,被誉为工业上的明珠,原因在于,光刻机整合了多个行业。包括加工、机械、测量、光学、微观物理、化学和电子电路等等。

我们都听过这么一句话,“学好数理化,走遍全天下”,而光刻机涉及到的理论知识,数理化全占了。

光刻机就是人类智慧的结晶。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

所以,我们造光刻机和芯片的难点在哪里呢?顶尖的核心技术+整合能力。

光刻机和芯片是人类的智慧结晶,所以我们不能搞闭门造车。

从大的方面来看,我们的优势就是拥有广阔的市场和需求。

举例说明,我们对芯片的进口已经超过石油。

任正非表示,将来可能有人会求着我们买芯片,问题来了,未来芯片会变得很便宜吗?

笔者认为,这是有可能的。

我们制造光刻机和芯片的难点在哪里?

想象我们的生活会变成什么样子?智能家居普及,万物互联,各种智能设备都需要一颗“芯”。

大家很熟悉的手机、汽车我们就不说了。目前,手机和汽车行业均出现“缺芯”问题。

人类需要大量的芯片,芯片就必须要大规模量产,成本降低是早晚的事情。

从这个趋势来看,芯片有望成为买方市场。

现在呢,芯片产业最核心的两个部分,光刻机制造和芯片代工,都是卖方市场。

而这是我们被“卡脖子”的地方。

从趋势来看,任正非说的话,早晚会变成现实。

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