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国产光刻机真的这么厉害吗?这些光刻机知识您得知道

2018-12-12

近日,中科院研制的“超分辨光刻装备”通过验收。消息传着传着,就成了谣言——《国产光刻机伟大突破,国产芯片白菜化在即》《突破荷兰技术封锁,弯道超车》《厉害了我的国,新式光刻机将打破“芯片荒”》……笔者帮您们捋一捋!

关于光刻机,这些知识您得知道

光刻机不光是制造芯片用。一张平面(不论硅片还是什么材料)想刻出繁复的图案,都可以用光刻——就像照相,图像投在感光底片上,蚀掉一部分。半个多世纪前,美国人用这个原理“印刷”电路,从而有了大规模集成电路——芯片。为了节能和省硅料,芯片越做越小,逼得光刻机越做越极端。线条细到一定程度,投影就模糊了。要清晰投影,线条粗细不能低于光波长的一半。顶尖光刻机用波长13.5纳米的极紫外光源,好刻10纳米以下的线条。但稳定的、大功率的极紫外光源很难造,一个得3000万元人民币。要求工作环境严苛,配合的光学和机械部件又极端精密,所以荷兰的ASML公司独家垄断极紫外光刻机,创造了“一台卖一亿美金”的神话。

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。光刻机,可以说是我国目前还需要进行大力研发的核心科技之一。由于光刻机涉及到的工艺过于复杂和高端,虽然我国一直在做出努力,但依然是很难与世界上的一流企业相比肩。光刻机可以说得上是世界上最难以掌握的现代工业之一了,所以光刻机也被称为现代光学工业之花。

光刻机到底是什么首先我们来看看什么是光刻机。光刻机主要用于芯片的生产,芯片在现代人生活中的作用恐怕没有人不会不知道的。手机、电脑等等的电子设备,离开了芯片就是一堆破铜烂铁,所以没有了光刻机,就制造不出芯片,没有芯片,也就没有手机和电脑。

光刻机的制造难度高

在全世界范围内,能够做出光刻机的公司只有少数几家。而且,目前来说,全世界能生产出最先进的光刻机的企业只有一家——ASML。光刻机所属的半导体加工业,目前基本属于荷兰和日本所垄断。荷兰有ASML,日本则有尼康,这两家都是生产光刻机的公司。但是。ASML在光刻机的市场份额上占据了八成之多,这是日本尼康公司所不能比拟的。

那么,为什么说ASML是世界上最赚钱的公司呢?首先,ASML公司总市值达到了将近900亿美元,在全球的半导体设备商中排名第一。ASML公司一共拥有员工一万六千多人,其中有研发人员六千人以上,也就是这一万六千多人,研发出了世界上生产性能最稳定的最高精度的光刻机。

这种最顶尖的光刻机,只属于ASML,其它企业根本没有办法做出来。现在世界上最顶尖的光刻机是EUV光刻机,也就是极紫外线光刻机。这种光刻机,属于ASML公司独家垄断,所以这一家荷兰公司将每一台光刻机都卖到了一亿美元以上。但就算ASML公司将每一台光刻机都打出了天价,但其产能还是会在生产之前就被预定一空。其中,向ASML购买光刻机的公司包括英特尔、三星和台积电等等的国际芯片大厂。

国产光刻机品牌

位于我国上海的SMEE已研制出具有自主知识产权的投影式中端光刻机,形成产品系列初步实现海内外销售。正在进行其他各系列产品的研发制作工作。生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机,分辨率通常在数微米以上。主要有德国SUSS、美国MYCRO NXQ4006、以及中国品牌。

在2018年的第一季度,ASML的营业额大幅上涨,虽然说这都是通过出售DUV光刻机的结果,最新的EUV光刻机还没有生产制造完成,目前只制造完成了三台。但是,ASML还是计划在2018年生产二十台EUV,2019年则生产三十台EUV。在今年,中国的芯片加工企业——中芯国际也向ASML首次订购了最先进的EUV光刻机,这台光刻机的售价就高达1.2亿美元,换算之后相当于七亿人民币。虽然我国在光刻机的研发方面与国际水平存在不小的差距,但相信这一次对于EUV光刻机的购买,有助于推动中国半导体方面的研发进程,中国在芯片行业也会扮演一个越来越重要的角色。


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