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面对垄断,自主研发高端光刻机实现国产化替代势在必行

aswl TWINSCAN EUV光刻机

光刻机是芯片制作的核心设备之一,依照用处可以分为好几种:有用于出产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制作领域的投影光刻机。我国用于出产芯片的高端光刻机完全依靠进口。

 全球最大芯片光刻设备市场供货商阿斯麦(ASML)近来发布2017第二季财报:ASML第二季营收净额21亿欧元,毛利率为45%。在第二季新增8EUV体系订单,让EUV光刻体系的未出货订单累积到27台,总值高达28亿欧元。公司现在年产12台,2018年将增加到24台,2019年到达年产40台的产能。

 

  但就是这样单价超1亿美元的昂贵设备,他们却不卖给我国!

 

  有网友说:全球就只有他家能生产的出来,没有人做的出来。并且还不卖给我国。我国出多少钱都不卖。毛利1000%都可以。这个是在芯片里面画电路的,都是几纳米,大概是头发丝的万分之一巨细电路,你说牛B不。

 

  到底是什么光刻设备这么牛,为什么又不能卖给我国呢?

什么是光刻机?

 对于普通人来说,光刻机或许是一个生疏的名词,但它却是制作大规模集成电路的中心配备,每颗芯片诞生之初,都要经过光刻技术的铸造。

 简略地说,光刻机就是把工程师的规划‘印入’基底资料,其中心技能长时间被荷兰、日本、德国等把持。

  光刻机是芯片制作的中心设备之一,依照用处可以分为好几种:有用于出产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制作范畴的投影光刻机。用于出产芯片的光刻机是我国在半导体设备制作上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机彻底依靠进口。


  现在,光刻机范畴的龙头老大是荷兰ASML,并现已占有了高达80%的市场份额,垄断了高端光刻机市场--最先进的EUV光刻机价格曾高达1亿美元一台,且全球只是ASML可以出产。Intel、台积电、三星都是它的股东,重金供养ASML,并且有技能人员驻厂,Intel、三星的14nm光刻机都是买自ASML,格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机主要也是来自ASML。


ASML:现代芯片不可或缺的支持者
 
  阿斯麦公司ASML Holding NV创立于1984年,是从飞利浦独立出来的一个半导体设备制造商。前称ASM Lithography Holding N.V.,于2001年改为现用名,总部位于荷兰费尔德霍芬,全职雇员12,168人,是一家半导体设备设计、制造及销售公司。
 
  阿斯麦公司为半导体生产商提供光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是目前世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端光刻机型。
 
  目前全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,例如英特尔,三星,海力士,台积电,联电,格芯及其它半导体厂。随着摩尔定律的发展,芯片走向了7nm以下,这就需要更高级的EUV光刻系统,全球只有ASML的NXE:3400B能够满足需求。
 
  未来,只有他的EUV光刻机能够帮助芯片接续微缩,因此这些设备纵使卖到上亿欧元,都能被客户所接受。


 为什么不卖给我国?

 

  作为集成电路制作进程中最中心的设备,光刻机至关重要,芯片厂商想要提高工艺制程,没有它万万不可,我国半导体工艺为啥提高不上去,光刻机被禁售是一个主要因素。

 

  这么贵重的设备,为什么不卖给我国呢?这就要说到《瓦森纳协议》。

 

  《瓦森纳协议》又称瓦森纳组织机制,全称为《关于常规武器和两用物品及技能出口操控的瓦森纳组织》,目前共有包含美国、日本、英国、俄罗斯等40个成员国(注:没有我国)。尽管“瓦森纳组织”规则成员国自行决定是否发放灵敏产品和技能的出口许可证,并在自愿基础上向“组织”其他成员国通报有关信息。但“组织”实际上彻底受美国操控。当“瓦森纳组织” 某一国家拟向我国出口某项高技能时,美国乃至直接出面干与,如捷克拟向我国出口“无源雷达设备”时,美便向捷克施加压力,迫使捷克中止这项买卖。

 

  不过据说这个协议对我国也不是彻底禁售,仅仅禁售最新的几代设备。瓦森纳协议每过几年都会更新禁售列表,比方201090nm以下的设备都是不允许销售的,到2015年就改成65nm以下的了。

 

 中外光刻机的巨大距离

 

  光刻机被业界称为集成电路工业皇冠上的明珠,研制的技能门槛和资金门槛十分高。也正是因此,能出产高端光刻机的厂商十分少,到最先进的14nm光刻机就只剩余ASML,日本佳能和尼康现已根本放弃第六代EUV光刻机的研制。

 

  相比之下,国内光刻机厂商则显得十分破旧,处于技能领先的上海微电子配备有限公司已量产的光刻机中功能最好的是90nm光刻机,制程上的距离就很大……国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依靠进口。

 

  这不仅使国内晶圆厂要消耗巨资购买设备,对工业开展和自主技能的生长也带来很大晦气影响--ASML在向国内晶圆厂出售光刻机时有保留条款,那就是禁止用ASML出售给国内的光刻机给国内自主CPU做代工--只要中芯世界、华力微等晶圆厂收购的ASML光刻机,尽管不影响给ARM芯片做代工,但却不行能给龙芯、申威等自主CPU做代工、商业化量产。即便是用于科研和国防范畴的小批量出产,也存在必定危险--选用陶瓷加固封装、专供军用的龙芯3A1500和在党政军商场使用的龙芯3A2000,只能是小批量出产,并且在宣传上 也只能闪烁其词的阐明是境内流片……这很大程度上影响了自主技能和我国集成电路工业的开展。

 

  2016年,清华大学召开了“光刻机双工件台体系样机研制”项目检验会,专家组对项目使命完结情况予以高度评价,并一致同意该项目经过检验。

 

  工件台体系是光刻机的重要子体系,工件台体系的运行速度、加速度、体系稳定性和体系的定位树立时刻对光刻机的生产精度和功率起着至关重要的效果。本次“光刻机双工件台体系样机研制”项目检验,标志我国在双工件台体系上获得技能打破,但这仅仅是完成光刻机国产化万里长征的一部分,间隔打破ASML的技能独占还有很长的路要走。

 

  日前,“极大规划集成电路制造配备及成套工艺”国家科技严峻专项施行办理办公室安排专家,在我国科学院长春光学精密机械与物理研究所召开了“极紫外光刻要害技能研究”项目检验会。评定专家组充分肯定了项目获得的一系列效果,一致同意项目经过检验,以为该项意图顺畅施行将我国极紫外光刻技能研制向前推进了重要一步。

 

  极紫外光刻光学技能代表了当时应用光学开展最高水平,作为前瞻性EUV光刻要害技能研究,项目目标要求高,技能难度大、瓶颈多,立异性高,一起国外技能封锁严峻。

 

  因此我们看到,我国也是获得了很大的前进的。但是我国想要赶上,绝不是一朝一夕的事,需求各类根底范畴厚实的人才,这也是最难的。


由于西方国家对我国进行技能封闭,我国在芯片工业上远远落后于西方,自主出产的芯片更是在工艺上落后几代。但西方国家的技能封闭并不能让我国芯片工业的开展停滞不前,我国许多领域都是从无到有自主研发的,在光刻机领域我们也信任我国可以打破独占,研发出具有自主知识产权的高端光刻机。

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