上海微电子28nm光刻机 这一段路程确实非常的艰难

2024-05-13

1. 上海微电子28nm光刻机 这一段路程确实非常的艰难

 上海微电子28nm光刻机,这个消息内容是——上海微电子装备股份有限公司,宣布将在2021年至2022年交付国产第一台28nm的immersion式光刻机。 你可能觉得ASML的7nm EUV已经退出这么久了,怎么上海微电子才推出28nm工艺呢?有什么可以骄傲的呢? 
  实际上,我们必须知道的是,虽然和荷兰ASML的28nm工艺有一段距离,但是你必须知道的是,上海微电子目前正在销售的是90nm工艺制程。 因此,你可以知道的是从90nm到28nm这一段路程确实非常的艰难。 
   而上海微电子的 封装光刻机技术,现在已经成为封测龙头企业的重要供应商,并且在国内市场占有率高达80%,更是在全球市场占有率达40%。因此,在国内光刻机领域,它是重要的一环。
    
  但是,我们必须要知道的是,我们现在虽然已经突破了28nm工艺,可是别高兴的过早。因为,我们现在的28nm工艺制程和ASML的7nm EUV的差异还是很大的。
  虽然有消息称,通过技术能够让它能够实现7nm工艺制程,但是必须知道的是,这种差异性确实目前还会有制约。
    
  ASML为何独树一帜?这种情况是多方面造成的。我们知道ASML实际上因为多种因素获得的成功——
  1.它将多家企业作为它的股东,获得了资金的投入,同样也获得了更为先进的技术。比如英特尔,三星,台积电都是ASML的股东,因此它们的支持,能够让ASML带来更强的资金方面的优势。
  2.它使用了多家技术的合集,在它身上有8万多个零部件,来自全球多家公司,比如说德国的镜头,美国的光源,这些技术确实让他成就了独一无二的ASML。
    
  同样因为【瓦纳森协议】的束缚,我们在技术发展中心也受到一定的限制,这种限制确实对于我们整体的发展,特别是光刻机的发展,产生了极为重要的影响, 也束缚了我们在光刻机方面的进步。但是,上海微电子的28nm工艺,实际上给了我们更多的机会打破束缚,为未来我们技术的进步,以及打破西方的禁锢,提供了非常好的机会。 

上海微电子28nm光刻机 这一段路程确实非常的艰难

2. 上海微电子28nm光刻机 在国内相关领域是个什么水平

 上海微电子28nm光刻机,上海微电子在国内光刻机领域确实走在了前面,根据有关消息,上海微电子将在明年交付首台国产的28nm光刻机,真的非常不易。
    
  光刻机进入普通老百姓视野,主要是因为ASML生产,可以用来支撑5nm/3nm的EUV光刻机,但是以中芯国际为例,目前营收的大头,依然来自40nm及以上的工艺制程,最先进的14nm制程贡献的营收还是比较小,所以说28nm光刻机已经可以完成80%以上的流片需要。
  这个具有非常重要的战略意义,就是说在极端情况下,我们不至于完全生产不了任何芯片。
    
  再来看上海微电子在国内相关领域是个什么水平?
  目前上海微电子作为国内光刻机领域当之无愧的带头大哥,占据国内80%以上光科技市场,相关专利申请超过2400项,已经形成了非常高的专业壁垒,暂时看不到可以挑战的企业,可谓是一家独大,但是可以说,上海微电子承担的责任更大,特别是当前的大环境下面,制程工艺向下走,突破的难度越来越大了。
    
  小结  上海微电子作为国内光刻机领域的领军单位,目前的形势,既是挑战,也是机遇了。
  首先上海微电子可以生产光刻机确实已经不是什么惊天秘密了,因为他早在2002年就有成立了,很多人也许没有听说过,原因实际就在于工艺方面相对落后,所以不被人们所熟知,因为确实相对于现在手机处理器方面的工艺来说,他目前最高可以生产90nm的技术,确实有些不够看,但是在国内确实是顶尖的存在。
    
  国内做光刻机的厂商之前确实有很多,但是大多数还是在130nm甚至280nm左右,而要说发展比较不错,工艺响度较高的就是上海微电子了。而从全球市场来看,中国光刻机工艺不算是落后,也不算是太强。   一方面是因为,确实做光刻机的国家确实不多。之前的市场,荷兰的ASML,以及日本的佳能,尼康等等。ASML的成功源自于他吸收了各个行业的精英,要想使用就要入股,同时他使用的技术,比如计量设备和光源来自美国、镜头和精密仪器来自德国、轴承来自瑞典等等,他们都是行业的翘楚,之所以如此,他才发展到现在的强大。 
  而日本尼康和佳能,确实也算是佼佼者,因为日本本身做精密电子技术确实很强,再加上光刻机所需要的镜片,以及光源等等,确实对于做相机出身的佳能和尼康来说,并不算是难事,但是现在佳能和尼康已经退出了光刻机市场,原因就在于没有了市场,高不成低不就,虽然不错,但是相比ASML确实有很大差距,所以销量很低,本身光刻机确实每年生产数量有限,再加上设备价格相对比价高,如果没有订单,或者是订单较少,确实就意味着只能淘汰出局。所以说起来现在,做光刻机的国家确实屈指可数。
    
   二方面,也是因为我们刚才说的,现在光刻机市场确实基本上被ASML垄断了,所以竞争者很少。另外一个方面根据最新的报道称,上海微电子28nm工艺即将到来,虽然没有权威的出处,但是对于我们来说也算是增加了信心,毕竟这是一个大的跨越,因为光刻机的研发实际是分为阶段性的,理论上90nm接下来应该是60nm、45nm、40nm,接下来才是28nm,而这次上海微电子直接从90nm到28nm,确实可见其实力。如果28nm研发成功量产的话,确实我们光刻机技术在世界上就算是站稳了脚跟。 
  光刻机工艺方面确实难度比较大,比如零件甚至达到了10万个左右,同时需要系统协同工作,但是最重要的几个方面,我们已经慢慢在解决,比如这次28nm工艺的背后实际就是我们的企业,有北京科益虹的光源系统、国望光学的镜头、华卓精科的浸入式双工作台、浙江启尔机电的浸液系统等等。
    
  我们现在顶级的差距还是比较大的。现在ASML最高可以生产5nm工艺,而且产品方面,比如苹果12上面的A14处理器,以及华为麒麟处理器9000系列都是5nm工艺,而我上海微电子即便是28nm开始量产,之后还是有很长的路要走,比如16nm/14nm,10nm,以及7nm,以及包括EUV极紫外刻技术目前来说确实也很难去解决。
    
  总结和观点:  首先我国可以声场光刻机已经是很早之前的事情了,只是因为工艺方面的差距,所以并不能用在,我们日常使用的电子产品中。另外一个方面在于本身光刻机技术方面确实要求极高,同时因为《瓦森纳协定》中规定高端设备或尖端技术对我国进行出口管控或技术封锁,导致我们只能进行自研发,所以和ASML相差有点大,
  

3. 上海微电子已经成功生产光刻机了么?这个领域国内是什么水平?

说到光刻机,那就是国人的痛处,毕竟被卡脖子的感觉真的太难受了,其实我们在半导体领域被卡脖子的不只是光刻机,半导体产业链里面,我们能够自主掌握技术的不到一半,还有一半要靠外国的先进设备和技术做支撑,认为只要突破光刻机技术就能不受到卡脖子,那其实就有点想的太简单了。

光刻机的确是非常重要的环节,曾经在六十年代的时候,我们的光刻机水平其实并不比欧美的差,在六十年代的时候,我们的机械领域其实也并没有说落后太明显,只是在特殊的十年当中,导致了我们落后,这还只是开始,在八十年代的时候,由于西方先进产品进入国内市场的影响,又导致了我们在八九十年代错过了机会。
这样总共失去三十年的时间,就是因为这样才导致了中间的空白期没办法弥补,就算我们后面这二十年的时间在发力,但是也很难真正的短时间内赶上,毕竟别人也并没有在原地踏步,我们在进步别人也一样在前进,中间还存在着代差,加上原本工业基础的薄弱,才有了现在的这种情况。

目前市场上我们能够自行生产的光刻机精度只有90纳米级别,中芯国际升级的14纳米技术其实并不是我们自己生产的设备,这个就很尴尬了,虽然说上海微电跟科学院联合研发出来了28纳米的光刻机技术,但是这个目前来说也只是在实验室里面的数据,离组装到现实中使用,还不知道要到什么时候。
荷兰的阿麦斯光刻机,已经拥有了5纳米的生产技术,已经正式投产使用,想象一下中间还有14纳米的门槛和7纳米的门槛,现在中芯国际使用的光刻机还是人家的淘汰品,在我们手中现在可是当做宝贝一样,可想而知差距有多大了吧,光刻机技术我们最多现在在第三的位置。
因为荷兰阿麦斯公司的光刻机肯定是金字塔顶端的存在,这个是万国科技结合的产品,在第一的位置实至名归,第二梯队是日本和美国,自身有研制出来14纳米技术的光刻机的实力,这个也是实至名归的,我们现在能自行研发28纳米的技术,算是第三梯队的,这个其实已经很不错了。

毕竟全世界有能力自行研制高精度光刻机的国家一个手掌都能数出来,我们就是其中之一,虽然水平和差一些,但是这也证明了我们自身有这个能力,只是在主要部件上面是不是能实现国产化,这个才是最重要的,不然主要部件用别人的回来组装,会被别国禁止使用,像美国禁止中芯国际一样。

上海微电子已经成功生产光刻机了么?这个领域国内是什么水平?

4. 上海微电子光刻机产量

用媒体报道的话来说就是,一年卖出60台光刻机中国光刻机巨头崛起,独占80%中国市场!这家巨头名为上海微电子,是国内仅有的一家光刻机制造商,目前已经牢牢占据了中国市场,即便是ASML也无法动摇上海微电子在国内的地位。

中国光刻机巨头崛起

据了解,在过去的2020年里,全球的光刻机厂商一共卖出去了413台中低端或高端的光刻机。其中ASML作为行业的领先者,自然享有最大的话语权和最高的营收利润,毕竟台积电、三星等顶尖芯片代工厂最需要的就是ASML的EUV光刻机。

但是国内的上海微电子也不甘示弱,即使无缘高端光刻机市场,也做出了一番成绩。据悉,2020年上海微电子一共卖出去了60台光刻机,独占80%的中国市场。虽然这些光刻机基本上都是普通的DUV型号,但足以证明上海微电子的进步和实力。

要知道,上海微电子成立于2002年,距今还不到二十年的时间。而反观ASML公司则诞生于上个世纪九十年代,其历史和底蕴都要比上海微电子更深厚。所以如今上海微电子能取得这么大的突破已经是非常好的消息了,将来未必不能超越ASML。

对于我们国内而言,上海微电子一年卖出去60台光刻机,自然是一件好事。因为上海微电子的销量增加不仅代表着国内芯片产业自主化的提高,还预示着以后国内将会继续加大对光刻机领域的投资力度,致力于实现高端光刻机的自给自足。

5. 上海微电子的90纳米光刻机已经通过了验收,现在在哪个公司有实际应用?

芯片禁令的实施,让台积电无法代工麒麟芯片,导致华为手机不能正常发布。因此,让更多的人了解到芯片的重要性,也明白了光刻机在芯片制造中的不可或缺。这也让荷兰ASML变得更加知名,销售额不断攀升,营收利润实现了大幅上涨。相比之下,国内光刻机制造商上海微电子就显得没那么风光。不过,这也很不简单,也正是因为有上海微电子,我国才成为全球有能力生产光刻机的三个国家之一。





近年来,台积电就一直在研发和布局先进封装。之前提到的华为研发的芯片叠加技术,要实现就需要用到这个先进封装光刻机。那么,上海微电子的光刻机在全球到底处于什么水平呢?关于光刻机,主要分为前道光刻机和后道光刻机。上边提到的中国首台先进封装光刻机,就属于后道光刻机。前道光刻机是芯片制造过程中使用,就是把高纯硅做成的一大片圆形的芯片圆上通过光刻机刻出一个一个的芯片,而后道光刻机就是把芯片用陶瓷或者树脂等封装起来。在前道光刻机上,上海微电子能够量产90nm光刻机,正在攻坚28nm光刻机。


28nm光刻机也就是现在需求最大的DUV光刻机,中芯国际如今正大举扩产28nm及以上芯片产能,目前需要从ASML购买,如果国产能够交付,那将是重大的突破。因此,在前道光刻机上,我们差距还很大,更别说还有更先进的EUV光刻机了。不过,在后道光刻机上,上海微电子实力可不弱,在国内市场占到了80%左右的份额,在全球市场也占到40%份额。去年,富士康就一下采购了46台国产封装光刻机。







富士康采购的也是比较先进的封装光刻机,因为它要用于芯片圆级封测厂。连富士康都选择了国产光刻机,可见上海微电子在封装光刻机方面,已经彻底站稳了市场。



这对于继续突破前道芯片制造用的光刻机有很大好处,一方面,有了资金,就能形成良性循环,可以继续研发。另一方面,可以积攒经验,这是继续前进的重要保障。



因此,即使上海微电子这次突破是先进封装光刻机,其意义也是十分的重大。







当然,我们还必须要突破前道光刻机,尤其是EUV光刻机。可喜的是,我们早就在布局,并且不只是上海微电子在努力,其它相关企业也在积极研发光刻机相关技术。



像北京科益虹源研发光源系统、北京国望光学研发物镜系统,国科精密研发曝光光学系统、华卓精科研发双工作台、启尔机电研发浸没系统等,将促进国产光刻机突破。



还有中科院、清华大学、长春光机所等还在研发EUV等技术,不断取得了突破。





因此,之前十分狂傲的ASML如今态度也开始变了。之前曾说道即使给我们图纸也做不出光刻机,前段时间ASML总裁却表示,不是绝对不可能,大陆会尝试做出。



并且对于美方限制其向大陆出售EUV光刻机很不满,甚至公开警告道,限制出货只会促进大陆光刻机技术发展,可能不出5年时间,他们将会彻底失去大陆的市场。



现在看来,ASML总裁说得没错,我们在努力,国产光刻机也一定会实现突破。







对于大陆这个全球最大的市场,ASML可不想错过,因为才会和中芯国际续签DUV光刻机协议,还不断降价销售,想要抢占大陆市场,打压我们国产光刻机的发展。



对此,我们必须重视,如今上海微电子在先进封装光刻机上又实现突破,说明我们在前进。只有坚定不移地实现国产光刻机,才能够彻底解决芯片“卡脖子”问题!

上海微电子的90纳米光刻机已经通过了验收,现在在哪个公司有实际应用?

6. 上海微电子光刻机在全球属于什么水平?

 这个问题非常好,提到光刻机,不能不说这是国人心中一个深深的痛。
   中芯国际(SMIC)为了发展最先进的7纳米芯片制造工艺,在2018年初,以1亿多美元向荷兰ASML订购了一台EUV紫外线光刻机。然而,近两年过去了,ASML受到美国的各种施压,迟迟不向中芯国际交付这一台高端光刻机。而我们没有丝毫办法,这不能不说是店大欺客,欺人太甚。
   上海微电子(SMEE)作为国产光刻机唯一的提供商,在目前本土高 科技 发展,尤其是芯片被美国穷尽手段阻断的情况下,它的存在无疑成为国内芯片制造的唯一希望。
   那么上海微电子在光刻机领域的实力究竟如何呢?
   其实这里要先说明一下光刻机的分类,从用途上区分, 其主要有四大类:制造芯片的前道光刻机,封装芯片的后道光刻机,制造LED/MEMS/功率器件的光刻机,以及制造TFT液晶屏的光刻机。 
    而上海微电子对这四种光刻机都有涉足,尤其是封装芯片的后道光刻机,其在国内具有80%的市场占有率,在国际上也有近40%的占有率,每年都有近60台的出货量。 
    其客户都是世界前十大封测工厂,比如国内的长电 科技 JCET,通富微TF,以及台湾的日月光半导体,这是非常了不起的成就。 
   上海微电子的研发实力也不容小觑,在光刻机领域的专利申请量有近3000项。在国内半导体设备厂商的综合排名中,位居前五名。
   但是在半导体制造中,最核心的其实属于前道光刻机,其在半导体制造成本里占30%之多,中芯国际向ASML购买的EUV极紫外线光刻机就属于前道光刻机,可用于生产7纳米工艺的芯片。
    而上海微电子目前可以提供的最先进前道光刻机,只能用于生产280纳米,110纳米和90纳米工艺的芯片。 从这方面讲,上海微电子与世界前三大光刻机生产商ASML,佳能Cannon和尼康Nikon的差距,是非常巨大的。
   除了上海微电子之外,中科院和华中 科技 大学都有对光刻机的研发,但这都停留在实验室的阶段,很难进入商用。
   比如中科院号称开发出的“22纳米光刻机”,采用表面等离子技术,不同于EUV极紫外光技术,具有很大的缺陷, 无法生产CPU和显卡GPU等电路非常复杂的芯片 ,这决定了,其无法进入商用领域。
   华中 科技 大学国家光电中心甘棕松团队,利用双光束超衍射的技术,开发出的光刻机, 目前仅能用于微纳器件的三维制造,距离进行集成电路芯片制造,还有很多技术需要攻克,更别提进行成熟的商用芯片制造 。
   由此我们可以看出,媒体上很多宣称打破国际封锁,开发出的几纳米光刻机,基本上距离商用都很遥远,有的甚至基于不同目的还偷换概念。
   这从另一个侧面说明,上海微电子在国内光刻机领域,是唯一有希望进行更高端光刻机研发的企业,因此它的地位是无法替代的。
    值得一提的是,从相关渠道了解到,上海微电子正在02专项的支持下,进行28纳米前道光刻机的研发,已经取得了很大的进展。从90纳米跨越到28纳米,如果能实现,也是一个了不起的进步,期待上海微电子的28纳米光刻机! 
   上海微电子(SMEE) 做为国内拥有最先进的光刻机设计制造技术厂商,目前能达到的最高工艺节点(tech node) 是90nm。90nm是什么概念呢?大致相当于2004年2月年英特尔的奔腾4,当时最强的Prescott架构3.8Ghz就是用的90nm光刻,也是那个时代晶圆厂最好的工艺代表。另外同期同制程节点的还有索尼Playstation2的处理器、IBM PowerPC G5、英伟达的GeForce8800 GTS等。当然实际光刻能力,涉及到晶圆厂的制造能力,最终会有不同。虽然光刻工艺只是芯片制造的上千道工艺中的一部分,但确实最关键的,光刻精度不够,后面任何步骤设计都会产生大量的偏移和失效。这在国际上,算是第四名,因为没有第五第六名。
   而这台SSX600系列的90nm光刻机,大约是在2007年研发成功,真正上市时间未知。时至今日,上海微电子的主流产品还停留在前道90nm以及后端光刻系列。后端光刻主要用于先进封装形式,也就是晶圆级封装(WLP)及Bumping为主,对光刻精细度要求没有可比性,拜托有的人就不要把封测那边甚至是MEMS、液晶面板光刻的市场份额拿出来说了,完全两个世界。前道光刻才是真正的地狱难度。
   那90nm的光刻机在2021年的今天,还能做什么?我们可以看看下面这个图:,55-90nm仅剩9%的产能,逻辑芯片(比如CIS,驱动芯片、控制芯片等)、e-Flash和DAO(电源类分立器件芯片,结构最为简单)为主。也就是说基本上不会是西方卡脖子的类别,器件设计上构造简单的芯片。
   导致国产光刻机一直没用进步的原因有很多。实际上国家进行相关立项是非常早的,也不仅仅是一家公司一个研究机构进入项目。可无奈高端光刻机的大部分核心零部件,我们没有能力设计制造,导致一进口就被禁运。当然,我们的设备厂商、半导体材料研究机构、晶圆厂,都在积极寻求和国外机构、企业的合作,以达到研发和其他资源上的共赢,并规避一部分境外的技术、材料、部件的限制。只是离高端制程节点越近,这样的限制就卡得越紧。(大家可以查一下IMEC这个比利时的研究机构,他们在上海也有分店。)
   我们可以先看看一台光刻机的主要组成部分有哪些:
   稍微查一下材料,就可以看到国内到底哪些厂商有能力供应65nm以下光刻系统核心部件,是否已经拥有商业级别自主设计和制造能力。对,你猜得没错,几乎都没有——实验室里面有、研发基地里面有,但那不等于可以进行到商用级别,还只能停留在实验室里面做论证和分析。 而且加上瓦森纳协议《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》等西方世界针对 社会 主义国家的禁运玩法存在,就连跨国合作都被限定在非常清晰的框架内。 现实就是如此残酷! 
   一下子要跳到28nm,甚至14nm,不是上海微电子做不出来,而是这事情不能靠上海微电子一家去做。这是一个需要整合 社会 资源、进行多层次多路径全赛道起跑的一整套工业技术开发项目集合。那一条赛道慢一点,我们的下一个世代光刻机就要等等。资金,我们有的;人才,我们也有的;参照物也有的;政策也有明确的导向;舆论也给足了劲。剩下的就是给他们时间和空间,因为各专项有对应的企业和机构在攻坚了。小道消息,28浸没式DUV有在研发(对就是你们知道的02项),但还是需要些时间才知道是否能用到晶圆厂里。如果有吹14nm出来的,到今天为止可以直接当做某种对上海微电子乃至整个国产光刻机行业的捧杀。
    少一点毒奶,多一点务实。 把他们吹上天,未必是好事。把他们贬得一文不值、冷嘲热讽,也不过是递刀子让境外渗透势力攻击我们的科研体制。让 社会 大众了解清楚现状,我们自己的舆论也责无旁贷。
   上海微电子,前路漫漫,却依然是国产高端光刻机的希望。
   水平不高
   但不空白
   坚持研发
   踏实前进
   一步一步
   后来居上
   故,最终赶超一流
   #凌远长著#
   上海微电子光刻机在全球属于什么水平?上海微电子光刻机在国内是最先进的光刻机研发制造企业,其前道光刻机能够实现90nm制程,在国内市场份额超过80%,并且也销往国外。但与国际先机光刻机相比,上海微电子光刻机却处于低端光刻机序列。
     
   目前光刻机市场几乎被荷兰ASML、日本尼康和佳能、中国上海微电子设备集团四家所垄断。而在这里面,又分为三个档次,荷兰ASML垄断了高端光刻机市场份额,日本尼康和佳能处于中端但同时竞争中低端市场,而上海微电子只有低端光刻机市场。其中ASML采用13.5nm的光源,可以实现7nm的制程,未来还将会实现更小nm的工艺。而上海微电子目前只能实现90nm工艺制程,差距不小。
     
   上海微电子集团成立与2002年,成立之初当时国外公司曾经嘲讽:“ 即使把图纸和元器件全部给你们,你们也装配不出来。 ”。然而上海微电子经过自力更生艰苦奋斗,硬是打脸了国外公司的脸, 在2007年研制出了我国首台90nm制程的高端投影光刻机 。
     
   不过由于样机一出来因为采用了国外引进的高精度元器件,这时西方国家丑恶的嘴脸暴露了出来,摆出了《瓦森纳协议》共同对我国实现高精度元器件禁运。以至于到目前即使研究出更好的光刻机,要大量生产也受到了国内产业链的限制。但 上海微电子硬是凭借一口气,还是又研制出了另外的光刻机出来,并逐渐在国内赢得了市场 。
     
   现在国内已经意识到光刻机相当重要的作用, 中芯国际已经花了将近1.5亿美元引进ASML高端光刻机,但过去了两年还未能交货 ,因为国外有阻扰要得到这台高端光刻机会经过不少波折,最后也不知道能不能成。国内相关的机构也在重点突破光刻机技术,比如中科院光电所已经研究出光刻分辨力达22nm的技术,结合双重曝光技术可以实现10nm芯片的制造。
     
   不过光刻技术攻克后,要实现光刻机量产还有不少的时间。特别是需要几万个零部件要达到高精准度的高端光刻机,其中的关键高精度零部件比如镜头、光源、轴承等,目前国内产业链还达不到,也需要联合攻关才能取得,这需要花费不少的时间。就如中科院微电子所院士所说, 在光刻机方面国内与国外先进相比相差15-20年的距离。即使是国内最先进的上海微电子,也还有相当长的路要走。 
     
     
        如果说上海微电子的光刻机全球领先,大家都不会相信。荷兰ASML最新的光刻机为7nm制程工艺,即将量产5nm,上海微电子最新的量产光刻机是90nm,正在研发65nm光刻机。也就是说,我国的光刻机与世界先进水平还有很大的差距。 
     
       真正的差距在哪里?       上海微和荷兰ASML光刻机的差距,客观反映了 我国和西方发达国家在精密制造领域的差距 。一台顶级光刻机的零部件,来自于西方不同的发达国家,美国的光栅和计量设备、德国的光学设备和超精密机械、瑞典的轴承、法国的阀件等等,最要命的是,这些顶级零件对我国是禁运的。
     
       荷兰ASML的光刻机,90%的关键设备来自于不同的发达国家,自己并不生产关键零部件,而是做好精准控制和集成,将13个系统的3万多个分件做好精准控制,误差分散到这13个系统中。上海微电子同样是一家系统集成商,自己并不生产关键零部件,所以在没有顶级零部件、没有突破关键技术的情况下,做不出7nm光刻机光刻机不是它的责任。
     
       有钱买不到?       还有一个关键的问题,荷兰ASML的7nm EUV光刻机,处于垄断地位,全球只有ASML能够生产,而且产量有限,即便有钱也很难买到,原因有两点。
     
        原因一:ASML的合作模式 
       ASML有一个独特的合作模式,只有投资了ASML,才能获得优先供货权,也就是说ASML要求客户先要投资它自己才行,通过这种合作模式,ASML从来不用担心钱的问题,包括英特尔、三星、台积电、海力士等都是ASML的股东,可以说大半个半导体行业都是ASML的合作伙伴。
       ASML的高端光刻机产量本来就不高,早早就被英特尔、台积电等这些公司预定了。
     
        原因二:技术封锁 
       我国进口高技术设备时,无法绕开的一部法令是《瓦森纳协定》,美国和欧盟等国家都是其成员国,这是一部全球性的法令,我国就在被禁名单之内。这个协定也不是完全禁售,而是禁售最新几代的设备,比如2010年90nm以下的光刻机对我国禁售,2015年改成65nm。
     
       我国的晶圆厂中芯国际,早在2018年就从ASML成功预订了一台7nm EUV光刻机,先是因为ASML的合作伙伴失火,导致订单延期,无法交货,后是因为受到美国的牵制,荷兰不予签发许可证,所以,中芯国际至今仍然没有收到,其中的原因大家可以想一想。
     
        总之,在光刻机领域,我国与世界先进水平还有巨大的差距,而且光刻机的研发不能实现跳跃,没有突破65nm之前,是无法研发24nm的。同时,ASML向我国晶圆厂出售高端光刻机时,有保留条款,禁止给国内自主的CPU代工,比如给龙芯、申威等,但不影响给ARM芯片代工,很大程度上影响了自主技术和我国半导体产业的发展。   
   
   上海微电子是国内唯一的高端光刻机整机厂商,目前量产的最先进光刻机只能支持90nm制程。
   前几年宣传过要生产65nm光刻机,不过65nm与90nm都属于上一代技术了,已经落后,就算造出来,就技术或者市场来说意义都不大,比较鸡肋,后来就不提了,看来已经取消。
   65nm是一个坎,90nm和65nm都属于深紫外(DUV)干式光刻机,优于65nm的就是深紫外浸没式光刻机,工件台浸泡在水里,技术革新幅度比较大。佳能和尼康就是因为开发这一代产品失败,止步于高端光刻机市场。
   国产光刻机的下一个目标是28nm。能定下这个指标本身就很了不起, 荷兰阿斯麦的DUV光刻机单次曝光最高只能到38nm 。要实现28nm需要大量技术创新才行。
   从全球来看,处于最低档的水平,离最强的ASML应该至少有10年以上的差距。
   为何这么说,目前上海微电子光刻机还是处于量产90nm的阶段,目前还在研发65nm,而ASML目前最牛的光刻机可用于生产5nm的芯片,具体的各个级别的光刻机分类如下:
     
   如上所示,如果分为四类,分别是超高端、高端、中端、低端的话,上海微电子处于最低端,而这个技术,ASML10年前就有了,所以说离ASML至少是10年的差距,这还要ASML停留在原地等才行。
     
   那么从90nm到5nm,从当前的芯片主工艺来看,至少可以分为65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm、5nm等。
   而这些节点技术,有好几个台阶要上,首先是45nm的台阶,再到22nm的台阶,再到10nm台阶,再到7nm的台阶,真的是一步一个坎,有些坎几年都未必能够更新出一代来。而这些节点,真的是一步一台阶,越到后面越难,所以这个差距真的是非常大的。
     
   网上一直流传着一句话,ASML曾说就算他公开图纸,别人也生产不出和他一样的光刻机来,因为光刻机的技术,很多是经验积累,并且和芯片制造厂商的合作一起研发,并不是靠着元件就能够解决的,而国内芯片制造技术本来就落后,这样无法强强联手,很难追上ASML。
   
   虽然说在光刻机领域中,上海微电子一直表现比较抢眼,但在市面上出售的光刻机,却着实有些令人感觉到差异,90nm的光刻机和荷兰ASML的7nm Euv的区别着实有点过大了。但是,这种“憋屈”,我们现在还得承受着,这是无奈之举。   
    我们得打破《瓦森纳协定》的束缚? 
   其实,我们知道,《瓦森纳协定》是成了禁锢我们发展的一大不可忽视的紧箍咒,不仅仅以美国为主的国家,极力的阻止我们在半导体领域的发展,还通过技术管制,让我们很难在技术中,得以进步。因为,最新的技术确实在美国等西方国家的技术钳制中!  
   因此,如果打破不了《瓦森纳协定》的束缚,我们在光刻机方面,还是会处于不小的压力,这才是我们必须要知道的。
    光刻机,需要多种技术的集合 
   什么是光刻机?光刻机是我们在生产芯片中的重要部分,其实简单的解释是,将光罩上的设计好集成电路图形通过光线的曝光印到光感材料上。因此,镜头、分辨率、套刻精度都非常重要。
   我们经常说的nm是什么意思呢?其实,就是光刻机在365纳米光源波长下(深紫外光),单次曝光最高线宽分辨力达到多少纳米。
   我们知道,光刻机的曝光系统常见光源分为:紫外光(UV)、深紫外光(DUV)、极紫外光(EUV)等等,如今能够在EUV中有所作为的,可能只有ASML了。其实,ASML的成功是集众家之长,比如德国蔡司提供的镜头,美国公司供应的光源,也囊括了海力士、三星、英特尔等多家公司,因为它们是ASML的股东,这就是阿麦斯聪明之处,想优先获得我的光刻机,就得成为我的股东。      
       
     
   技术集合的困难,是我国光刻机发展的难点。其实,上海微电子的发展已经很不错了,我觉得我们可能需要的是,换一种思路,打破国际惯例的技术限制,这就比如武汉光电国家研究中心的甘宗松团队,成功研发利用二束激光,生产9nm工艺制程的光刻机一样,未来的限制只会被打破。
         
           
       
   
   
    上海微电子在全球是“全球第四”的水平。 
   但事情就怕说“但”,一说这词,后面的话就没那么振奋人心了。
    理由就是,如果把目光聚焦到技术含量最高,利润也是最高的高端光刻机市场,就会发现这个市场特别小,小到了四家生产商都太拥挤了。现在来看,实际上哪怕只有一家,也能够让这个高端光刻机市场正常运作下去。 而且这个市场,现在也确实是一家独大的形势,荷兰ASML一家独揽了高端光刻机市场的大头,老二和老三的佳能和尼康还能捡点汤汤水水混个水饱,至于上海微电子这个老四,就真的是只能面对锃光瓦亮的锅碗瓢盆了!
   现在在攀登最高端光刻机的道路上,老二和老三的佳能、尼康也是力不从心了,相继都宣布了不会去开发EUV光刻机,干脆地躺倒认输了。这或许给了目前第四的上海微电子机会,加把劲说不定就能变成第二了。
    但在这这已经渐渐明朗的“垄断”行业中,龙头通吃的荷兰ASML会给上海微电子,以及另外两个输家佳能和尼康,还能留下什么就真不好说了。 
    总之,光刻机的路上,老大荷兰ASML已经一骑绝尘,剩下三个难兄难弟能跑多快,能跑多远,都是只能挣亚军了,而且是没有奖金的亚军,因为在这个赛道上,只有冠军能拿到奖金。    
   首先说下世界上生产光刻机的几个品牌
   ASML
   尼康
   佳能
   欧泰克
   上海微电子装备
   SUSS
   ABM, Inc.
   大家最熟悉的莫过于ASML了,经常有新闻报道这家人数不多的公司,每个高端光刻机的流向,都会引起人们瞩目,每一代高端cpu都离不开它的身影,而且有些型号还属于禁运品,可想而知它的重要性了。
   下面我们说说国内的上海微电,由于各国对高端光刻机的控制,我国也于02年开始开发研制,主要提供90nm及以下的制造能力,还是面对低端市场,能很大解决国外垄断现象,提高我国芯片生产能力,主流的7nm生产工艺还主要在台积电,三星(只是使用方,没研发)手中,不过我们也是奋发图强,每年二三百台的出货量,大大提高我国芯片的竞争能力,如果分上中下三个等级的话,我感觉上海微电属于中等偏下水平,不过随着我们 科技 强国战略,这个等级还会随时变动,希望能造出超一流的设备,打造中国自己的高端芯片