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中国唯一光刻机生产厂家上海微电子无法生产出28nm光刻机,而7nm芯片已经过时了!

中国唯一光刻机生产厂家上海微电子无法生产出28nm光刻机,而7nm芯片已经过时了!

国内28nm光刻机未通过验收,现在国内光刻机发展进程如何?

从各方面得到的信息来看,上海微电子研发的28nm光刻机由于没有通过02专项的国家验收,因此上海微电子的28nm光刻机将无法在2021年内完成供货。

不过,对于这个消息,上海微电子并未做出正面回应,因此也无法证实这则消息的真伪,还需理性地看待这一消息。毕竟想要造出一台合格的光刻机,难度是相当大的,想要成功造出一台光刻机,不仅需要技术方面的制程,更需要经过时间的打磨。

光刻机在芯片行业的重要性

最近,在芯片行业里,全球各大芯片厂商一直都在研发设计新的芯片,各家厂商的芯片不停更新迭代,这就导致了芯片包含的技术越来越先进,而想要制造出如此先进的芯片,就需要用到芯片生产最核心的设备技术——光刻机。

光刻机的主要用途就是用来制造生产芯片的。一枚芯片的生产,需要经过多个生产流程,而光刻工艺又是生产流程里最重要的一步,是芯片生产里技术难度最大也是最昂贵的一步,其决定了一块芯片的整体框架与功能,一台光刻机能做到快速且高精度地生产芯片。

如今芯片行业还能持续发展,全是依靠ASML公司研发的EUV光刻机,现在一台EUV光刻机的售价已经高达1.45亿美元,但即便光刻机的售价如此昂贵,但只要有货,就会受到各家晶圆代工厂疯抢,一直以来光刻机都处于供不应求的状态。

EUV光刻机售价如此高昂,与它的制造难度脱不开干系,一台EUV光刻机一般有超十多万个零件、4万个螺栓、十几公里走线、几百吨重量,需要投入4台左右的波音747才能完成运输;知名光刻机公司ASML有2.5万员工,9500名左右的研发人员,2300名博士,有6万名左右的供应商技术伙伴,且需要每年投入10-15%的营收作为研发投入。

光刻机的制造难度如此之高也就导致了它的产量注定很难上去,而对于半导体芯片行业来说,光刻机又是不可或缺的一个重要组件,所以,目前各国都在加紧在光刻机方面的研发进度。

光刻机的研发历程

其实,早在上世纪60-70年代就有光刻机的概念了,但光刻机真正走上世界舞台,还得从193nm技术突破说起。

在上世纪90年代,光刻机的光源波长被193nm卡死,限制了光刻机技术的突破,也间接导致了半导体行业发展的停滞,虽然当时的科学家和产业界提出了各种超越 193nm 的方案,但见效甚微。

直到一个名不见经传的小公司ASML横空出世,与研究出以水作为介质的193纳米浸润式光刻技术的台积电鬼才林本坚合作,共同研发出第一台浸润式微影机,宣告了过往干式光刻机时代的过去,光刻机领域迎来了下一个时代——EUV时代。

在当时,EUV方案最早来自于EUV LLC这样的一个合作组织,这个组织是由英特尔说服美国克林顿内阁发起的,由于光刻机技术无法突破,限制了英特尔芯片技术的发展,于是英特尔联合美国能源部,顺便带上AMD、摩托罗拉等公司成立了前沿组织EUV LLC,成员甚至包括当时美国劳伦斯利弗莫尔、劳伦斯伯克利和桑迪亚三大国家级实验室。

EUV LCC组织成立后,发表了几百篇论文,达到了确认EUV光刻机的可行性目的之后,正式宣告解散。

ASML也因此投入了EUV的研发道路。但是,EUV光刻机的研发道路并不顺利,ASML就差点因为投入过大导致公司破产,一度想放弃研发EUV光刻机,但是急需EUV光刻机来实现技术突破的英特尔、台积电、三星等公司可不同意,于是英特尔、三星、台积电等公司大手一挥,直接投资几十亿美元给ASML公司,让其继续研发EUV光刻机,即使这样,ASML公司也是整整做了10年才让EUV光刻机实现量产。

可以说,EUV光刻机的成功研发,不只是ASML一家公司的功劳,英特尔台积电、三星等芯片公司都消耗了巨大的人力和物力。而且,直到目前为止,ASML的EUV光刻机80%的零部件都做不到自产,可以说EUV光刻机的每个重要组成部件都和一条完整的产业链有关,大量的部件来自欧美各个国家,说一台EUV光刻机由整个欧洲一起组成一点也不为过。

既然EUV光刻机研发制造过程如此艰难,那么它的出货也必将受到严重的限制,因为前期EUV光刻机的研发受到了英特尔、三星、台积电的大力帮助,所以,EUV光刻机想要出货必须要先考虑这几家厂商。

而且EUV光刻机的产量极其有限,再加上在让中国半导体行业遭殃的《瓦森纳协定》的限制下,中国想要获得一台EUV光刻机可谓是难上加难。

ASML光刻机长啥样?
ASML光刻机长啥样?

光刻机千金难求

近年来,我国对半导体设备的需求增长迅速,在去年已经成为全球最大的半导体设备市场,各行各业对于芯片的需求量也逐渐加大,然而就在这个关键时期,国内诸多企业却遭到了美国无端制裁。

在今年的3月3日的时候,中芯国际就发布公告称,公司已经与荷兰巨头阿斯麦(ASML)签署了价值12亿美元(折合约77.5亿元人民币)的批量购买单。然而,时至今日,中芯国际订购的光刻机依旧没有落地。

值得一提的是,这几年ASML方面之前对向中国提供光刻机曾连续五次公开表态。第一次表示会加快布局我国市场,提供更加完善的售后服务。第二次直接表示向国内厂商销售DUV光刻机,不需要许可。第三次直接提高了对我国市场的营收预期。第四次表示向我国出售光刻机持开放态度。

最近的一次在11月6日的上海进博会上,ASML全球副总裁、中国区总裁沈波,他表示向我国出口集成电路光刻机持开放态度,在法律法规框架下全力支持。

即使ASML已经明确态度表示可以向中国企业供货光刻机,但光刻机却迟迟未到货,这可能与美国总统拜登于11月9日延长的一项禁令有关。

该禁令该行政令将59家所谓由中国军方拥有或控制的企业列入“黑名单”,禁止美国投资“与中国军方有联系的中国公司”。根据资料显示,这份名单里包括了中芯国际、华为等公司。

在美国的限制下,ASML一直无法向中国企业供货EUV光刻机,这就导致了国内的芯片行业发展一直受到限制,无法顺利进行,国内多个公司无法获得充足的芯片导致业务受阻,尤其是华为公司,因为无法获取5G芯片,目前华为已经被迫分拆了旗下多个业务。

2006年全球首台EUV光刻机原型
2006年全球首台EUV光刻机原型

国内光刻机的发展

早在2002年的时候,我国的863重大科技攻关计划就已经收录了光刻机技术,而上海微电子装备有限公司也因此而创立。

经过20多年的技术发展,目前上海微电子研发的光刻机已可以应用于半导体芯片行业中晶圆制造、封装测试,以及平板显示、高亮度 LED 等领域。相关资料显示,上海微电子直接持有各类专利及专利申请超过2400项。

只是,由于中国光刻机领域起步较晚,严重落后于其他国家,再加上国内这方面资金投入不足,并且还被《瓦森纳协定》限制,这就导致了上海微电子很难从国外进口用于生产高端光刻机的部件,因此在光刻机的核心器件上需要依靠国产供应商提供。

所以,国内光刻机行业的发展,不仅仅需要上海微电子单方面的努力,国内的其他提供光刻机重要零部件的公司也需要跟上进度,才能保证国内光刻机技术能够得以顺利发展,早日实现国内芯片自给自足。

目前来说,光刻机的各个重要零部件发展进程正顺利进行

华卓精科的双工件台的情况良好,干式和浸没式的样机都已经顺利完成出货。

负责液浸系统的启尔机电也很顺利,2019年底刚通过了02专项的CDR里程碑评审,研发和试产基地也完成了建设,目前是全世界第三家。

光刻机的光学部分由中科院长春光机所和上海光机所负责,前NA 0.75光刻机曝光光学系统已经通过02专项验收,满足90nm级ArF干式光刻机的需要。

ofweek.com

 

7nm没人用了 台积电砍了一刀 ASML股价暴跌9%

尽管台积电Q3季度的营收及盈利大涨,7nm及5nm等先进工艺依然无人能敌,贡献了54%的营收,然而台积电还是要面对半导体市场需求下滑的难题,为此决定削减40亿美元的开支。

去年台积电宣布了史上最大规模的产能提升计划,三年内投资至少1000亿美元扩建成熟及先进产能,其中今年的资本开支就高达400亿美元,随着这次的削减,开支将减少到360亿美元,减少的40亿美元中有20亿美元是用于购买设备的,20亿用于产能优化。

台积电大砍投资,一个重要原因就是芯片的产能利用率很快就要下滑,其中7nm工艺面临需求衰退的压力,明年上半年产能利用率仅约70%,明年上半年整体产能利用率则可能落在85%~89%之间,低于先前预期的九成以上。

如今台积电砍了一刀,自己的股价倒是没啥影响,直接把全球最大的光刻机公司ASML带崩了,今天股价暴跌了9%,收盘每股376.5欧元。

据了解,ASML在2021年的营收中有44%来自台湾公司,其中绝大多数都是台积电贡献的,因此台积电削减资本开支,ASML的光刻机采购量首先就会受到影响。

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Posted in 晶圆制造

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