光刻机10亿一台仍供不应求,这么贵的光刻机凭什么如此受欢迎?

2024-05-07 12:57

1. 光刻机10亿一台仍供不应求,这么贵的光刻机凭什么如此受欢迎?

光刻机到底是个什么东西?这个东西为什么数10亿也是一机难求?有没有这个东西直接关乎到芯片行业的发展。芯片行业是与现在智能化产业息息相关的,甚至说你平常用的手机电脑平板这些智能化产品都离不开这些东西。
手机的芯片性能如何?就是你手机上面最核心的装备处理器这个东西就相当于一个人的大脑,那手机反应速度快不快?打游戏流不流畅,甚至说处理数据的时候快不快都与你本身的这个芯片的强度有关系。芯片的精度越高,本身的性能就越好,现在基本上已经到了五纳米这样的程度,实验室据说已经突破到了两纳米的程度,那个三星和高通估计过一段日子都会推向市场。因为现在手机的芯片直接关乎到手机的价格消,关乎到手机的销售,任何一个手机厂商有了自己的芯片制造技术,那都是非常了不起的。
华为有自己的芯片制造技术,他们会自己研发自己的芯片,而且现在性能上来说已经是赶得上国际一流的水平了,但是核心的问题就是华为不能自己制造它需要去国外代工。之前一直都是台积电生产,因为台积电它也是国外的企业,它的大股东是美国的,所以说我们只具备设计的能力而不具备制造能力,关键就在于这个光刻机这东西就是一把非常精密的手术刀,把一个又一个的元件安装在芯片上面。
而我们没有这种高端的东西,我们现在有的光刻机本身精度基本不超过20纳米,可以说就凭这个东西去制造手机芯片,不可能的。你现在所使用的骁龙7系列的芯片基本上都是在7纳米左右的程度,就算是6系列的芯片也没有10纳米以上的,所以我们现在的光刻机水平还是不够,这东西是处在价格高昂,但技术封锁的状态就是你愿意花钱,国外的一些企业它也不会卖的。

光刻机10亿一台仍供不应求,这么贵的光刻机凭什么如此受欢迎?

2. 光刻机卖10亿元一台仍供不应求,你觉得光刻机值这个价格吗?

光刻机的价格达到了10亿元一台,但是仍然供不应求的新闻,引起了不少朋友们的关注,10亿元对于任何人来说都是一个天文数字,很少人能够想到一台机器的价格,竟然如此而贵,更是没有想到竟然还会出现供不应求的情况,那么光客机是不是真的值这个价格呢?

在人类机械不断发展的过程中,有很多的机械产生了非常重要的作用,比如之前的生产设备,比如车床就引领了一个时代的潮流,而现在这个时代之中,光刻机就有着非常重要的作用,我们都知道在我们平常所使用的任何电子设备之中,都会包含着许许多多的芯片,而芯片在进行制造的时候就离不开光刻机。

之前由于全球贸易往来的原因,所以导致我们对于这种情况的感受并不是特别明显,但是受到了疫情的影响,也直接导致了很多国家的芯片非常短缺,那么在面对这种情况的时候,更是有人注意到了光刻机的重要性,但是从这一个方面来看,从市场的供需需求方面来看,光刻机的价格并不是特别昂贵的。

除此之外光刻机的研发过程也是非常的艰难,需要耗费大量的时间和精力,整体的成本相对来讲也是比较高的,那么在研究获得了突破之后,自然也是需要尽快的收回成本并且获得利润,只有这样才能形成良性循环,并且促进科技的不断发展,所以光刻机的价格相对来讲比较高也是比较正常的。

通过这一个方面可以看得出来光刻机的价格虽然相对来讲比较高,达到了10亿元一台并且供不应求,但是这个价格仍然还是比较合理的,而如果我们想要在科技方面取得更大的进步和创新,也需要突破这一个难题生产出属于自己的光刻机,只有这样才能让我们的芯片变得更加充足。

3. 光刻机是干什么用的?一台价值30亿

光刻机是制造芯片的必备设备。芯片是干什么用的?可能有人会嘲笑这个问题,说它太初级,太简单;是的,有些人可能不知道芯片的用途,但世界上几乎每个人都在使用芯片。这不是夸张,是事实!
 
 
 
 
    
 
  
        
  
 
 
 
 
 芯片的用途:手机、高铁、汽车、电网、家用电器、医疗设备、各种自动化设备等。
 
 
 
 芯片的功能:执行运算,处理各种任务,输出数据和指令。芯片这么厉害,怎么做出来的?使用的设备是本文介绍的重要机器——光刻机。
 
 
 
 现在很多人说,当年造光刻机比造原子弹还难。是的,这绝对是真的。
 
 
 
 现在信息发达;科技进步;先进的设备;有很多专业人士有高深的知识,却做不出光刻机。难度显而易见。
 
 
 
 这里有个问题要说明一下:中国也能做芯片,但是质量和规格跟不上当今尖端技术的需求。
 
 
 
 今天我们国家能生产16纳米规格的芯片,和国际先进水平差距很大。(有消息说中国已经能做出7 nm光刻机,但没有得到证实。)
 
 
 
 荷兰ASML公司据说开发了1纳米芯片掩模对准器;台湾的TSMC和韩国的三星集团争相购买。
 
 
 
 谁拥有了设备,谁就能生产出最先进的产品,谁就能占领世界高端芯片市场,就会有大把的钱可赚,都要抢着买。
 
 
 
 据说这样一台光刻机设备要花30亿人民币。
 
 
 
 世界上生产光刻机最权威、最领先、最有实力的企业是荷兰的ASLM公司。
 
 
 
 这个公司不是一兵一卒,有美国和欧盟的大力支持。
 
 
 
 光刻机的生产组件来自多个国家,有一万多个组件。
 
 
 
 还有另外两家日本公司也生产它们:佳能和尼康。正如你所看到的,这两家公司是世界知名的公司,曾经生产照相机和录像机。但是技术落后于荷兰公司。

光刻机是干什么用的?一台价值30亿

4. 光刻机到底有多赚钱呢?


5. 高端光刻机为什么难“买”又难“造”?

  光刻机被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上,在某种程度上来说,光刻工艺的决定了半导体线路的线宽,同时也决定了芯片的性能与功耗,越高端的芯片,所需要的光刻工艺也越先进。 
     
   “工欲善其事,必先利其器”,光刻机就是芯片制造中的那一把“利器”,也被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上,在某种程度上来说,光刻工艺的决定了半导体线路的线宽,同时也决定了芯片的性能与功耗,越高端的芯片,所需要的光刻工艺也越先进。
     
     
   大家都知道,芯片很重要,离开了芯片,几乎所有电子设备都会失去作用。但要是离开光刻机,自然也就制造不出芯片,同样也不可能有手机、电脑等电子设备的产生。
     
    光刻机的关键技术:以光为媒,刻化微纳于方寸之间 
     
   指甲盖大小的一枚芯片,内部却包含了上千万个晶体管,犹如一座超级城市,线路错综复杂,这跟光刻机的工作原理相关,其中涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进学科。因此光刻机是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备,具备极高的单台价值。
     
   如果单纯从工作原理的角度来解析,光刻机并不复杂。“以光为媒,刻化微纳于方寸之间”,光刻机是通过串联的光源能力以及形状控制手段,将光束透射过画着线路图的校正,经过物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法进行显影、刻蚀处理,最终得到刻在硅片上的电路图。
     
   但是它最难的在于,需要在极小的空间内完成超精细的纳米级雕刻工艺,为具备这项能力。需要掌握的关键技术有很多,主要包括以下几种:
     
   1、“微缩投影系统”即所谓的“光刻机镜头”。这种镜头不是一般的镜头,其尺寸可以达到高2米直径1米甚至更大。光刻机的整个曝光光学系统,可能需要20多块锅底大的镜片串联组成,将光学零件精度控制在纳米级别。每块镜片都由高纯度透光材料制成,还包括高质量抛光处理等过程,一块镜头的成本在数万美元上下;
     
   2、既然叫做“光刻机”,所以“光源”也是光刻机的核心之一,要求光源必须发出能量稳定且光谱很窄很窄的紫外光,这样才能保证加工精度和精度的稳定性。按照光源的发展轨迹,光刻机从最初的紫外光源(UV)发展到深紫外光(DUV),再到如今的极紫外光(EUV),三者最大的不同在于波长,波长越短,曝光的特征尺寸就越小。
     
   (资料源自上海微电子官网、东兴证券研究所,OFweek电子工程网制图)
     
   最早的光刻机采用汞灯产生的紫外光源,从g-line一直发展到i-line,波长从436nm缩短到365nm。随后,业界利用电子束激发惰性气体和卤素气体结合形成的气体分子, 向基态跃迁时所产生准分子激光的深紫外光源,将波长进一步缩短至193nm,由于在此过程中遇到了技术障碍,因此采用浸没式(immersion)等技术进行矫正后,光刻机的极限光刻工艺节点可达28nm。
     
   如今,业界最先进的光刻机是EUV光刻机,将准分子激光照射在锡等靶材上,激发出波长13.5nm的光子作为光刻机光源。EUV光刻机大幅度提升了半导体工艺水平,能够实现7nm及以下工艺,为摩尔定律的延续提供了更好地方向。而业界也只有ASML一家能够提供EUV设备,处于产业金字塔顶端;
     
   3、分辨率,对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面都有关系,总体来说,分辨率和光源波长的关系可以用公式“R(分辨率)=K1(工艺参数)λ(光源波长)/NA(光学镜头的数值孔径)”;
     
   4、工艺节点,是反映芯片技术工艺水平最直接的参数。工艺节点的尺寸数值基本上和晶体管的长宽成正比关系,每一个节点基本上是前一个节点的0.7倍,0.7X0.7=0.49,所以每一代工艺节点上晶体管的面积都比上一代小大约一半,因此单位面积上的晶体管数量将翻番,这就是著名的摩尔定律。一般18~24个月,工艺节点就会发展一代。
     
   工艺节点发展以28nm为分水岭,虽然依然按照0.7倍的规律前进,但实际上晶体管的面积以及电性能的提升远落后于节点数值变化。比如英特尔当时统计数据显示,他们20nm工艺的实际性能已经相当于三星14nm和台积电的16nm工艺。更麻烦的是,不同厂商工艺节点换算方法不一,导致了很多理解上的混乱。因此,只有对芯片有很高要求的产品才会采用28nm及以下先进工艺。当然,发展到现在,台积电已经开发出了更为先进的5nm工艺并实现量产,今年下半年就会有搭载相关芯片的产品面世。
     
    高端光刻机为什么难买又难造? 
     
   一般来说,一条芯片生产线上需要好几台光刻机,而一台光刻机的造价也非常高,其中成像系统和定位系统最贵,整台设备算下来造价三千万到五亿美元不等。此外,光刻机上的零部件还包括来自瑞典的轴承、德国的镜头、美国的光栅、法国的阀件等等,都属于各个国家的高端工艺产品。
     
   光刻机的折旧速度非常快,每天大概就要花费3~9万人民币,将其称为“印钞机”也不为过。正是因为光刻机昂贵的造价和上文中提到的各项高先进技术,ASML一年也只能制造出20多台EUV光刻机。
     
   这么昂贵的设备,ASML公司一年卖出几台就够养活整个公司了,中国市场一直以来都是ASML看好的重点业务区域,但是却偏偏不能向中国出售高端光刻机,为什么呢?这里就要提到《瓦森纳协定》。比如中芯国际苦苦等待的EUV光刻机,虽然设备一直没到,但是也没有因此停止研发进程,已经在14nm的基础上研发出“N+1”、“N+2”工艺,等同于7nm工艺,公司联合首席执行官兼执行董事梁孟松也透露出,现阶段哪怕不用EUV光刻机,也可以实现7nm工艺。但想要大规模成熟量产,依然离不开EUV光刻机。
     
    中国又被誉为“制造大国”,既然买不着,那自己造如何? 
     
   在过去,搜狐能 copy 雅虎,淘宝能 copy eBay,滴滴 copy Uber,那咱们能不能 copy 一个ASML出来自己造光刻机?要知道,ASML可谓是当前光刻机领域的“一哥”,尽管尼康和佳能与之并称“光刻机三巨头”,但在支持14nm及以下的光刻机上,唯有ASML一家独大。
     
   “光刻机之王”ASML的成功难以复制。ASML出身名门,由原本荷兰著名的电器制造商飞利浦公司半导体部门独立拆分出来,于2001年更名为 ASML。
     
   在ASML背后,还有英特尔、三星、台积电、SK海力士等半导体巨头为其撑腰,只有投资了ASML,才能成为其客户,拿到光刻机产品的优先供货权。多方资本注入下,ASML也有了更多强化自身实力的机会:
     
   2001年,ASML收购美国光刻机厂商硅谷集团获得反射技术,市场份额反超佳能,直追尼康;
     
   2007年,ASML收购美国 Brion 公司,成为ASML整体光刻产品战略的基石;
     
   2012年,ASML收购全球知名准分子激光器厂商Cymer,加强光刻机光源设备及技术;
     
   2016年,ASML收购台湾半导体设备厂商汉微科,引入先进的电子束晶圆检测设备及技术;
     
   2016年,ASML收购德国卡尔蔡司子公司24.9%股份,加强自身微影镜头技术;
     
   2019年,ASML宣布收购其竞争对手光刻机制造商Mapper知识产权资产。
     
   在上文中提到,光刻机设备融合了多门复杂学科,不仅种类繁多,还要求是当前该领域最先进的技术,放眼当下没有任何一家公司敢说自己能在这些领域都做到最好。也就只有ASML能够不断通过自研、收购等方式,一步步走上神坛。
     
   说出来很多人可能不信,我国最早研发光刻机的时候,ASML还没有出现。资料记载,1977年也就是中国恢复高考那年,我国最早的光刻机-GK-3型半自动接近式光刻机诞生,由上海光学机械厂试制。
     
   80年代其实开了个好头,1981年,中国科学院半导体所成功研制出JK-1型半自动接近式光刻机样机。1982年国产KHA-75-1光刻机的诞生,估计跟当时最先进的佳能相比也就相差4年。1985年中国第一台分步投影式光刻机诞生,跟美国造出分布式光刻机的时间差距不超过7年。这些都说明当时中国其实已经注意到了投影光刻技术的重要性,只是苦于国内生产工艺尚不成熟,所以很难实现量产。
     
   80年代末期,“造不如买”的思想席卷了大批制造企业,我国半导体产业研发进程出现了脱节,光刻机产业也未能幸免。
     
   虽然后续一直在追赶国外列强的脚步,但产业环境的落后加上本来就与世界先进企业有差距,使得中国终究没有在高端光刻机领域留下属于自己的痕迹。
     
   “眼看他起朱楼,眼看他楼塌了”,80年代初期奠定的中国光刻机产业基础就这样被轻视了。这也是为什么我国光刻机产业一直赶不上国外的原因,再加上光刻机制造所需要的各种零部件,也都受到不同程度的管制,如今想再追回来,实在太难。
     
    中国高端光刻机正在路上 
     
       
   2001年, 科技 部和上海市于2002年共同推动成立上海微电子装备公司,承担国家“863计划”项目研发100nm高端光刻机。据悉,中电科四十五所当时将其从事分步投影光刻机团队整体迁至上海参与其中;
     
   2008年, 科技 部召开国家 科技 重大专项"极大规模集成电路制造装备及成套工艺"推进会,将EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。中国企业也将EUV光刻机列为了集成电路制造领域的发展重点对象。
     
   如今,国内从事光刻机及相关研究生产的除了上海微电子装备、合肥芯硕半导体、江苏影速集成电路装备以外,还有清华大学精密仪器系、中科院光电技术研究所、中电科四十五所等高校/科研单位。
     
   在研发成果上,2016年,清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2016年,清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2018年,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备”通过验收,也是世界上首台用紫外光源实现22nm分辨率的光刻机,意义在于用便宜的光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景。
     
   可以看到,在光刻机的自主研发进程上,中国也取得了很大的进步。但相对来说比较缓慢,要想真正研发出高端光刻机,需保证多个学科和领域的技术水平达到或者超过世界先进水平,任何一环节落下都会影响产品的性能。
   这是美国的精准打击,有本事查查这个馊点子是如何出笼?我觉得正是我们50年代人掌舵时缺乏几乎所有科学知识,被自己权力切割,连同40后与60后的纽带一同切掉,30后已失能,40后除做房地产的尖子,其余趋向失能,50后是鸿沟的分界,权力中心做自然科学的极少,人才都是做买卖的,买不到自然只有造,说造,得创新,虽然少,但不乏有能做光学化学电学,机电一体化的,光电的组织能力,基本都要退休能要吗?后来60,70都是40,50教的,他们都缺乏系统边缘渗透交融能力,天天喊隔行如隔山,各霸一方,搞这种综合高 科技 设备既缺乏专业精通,又少有隔行合作的气量,包括航空发动机也一样,他瞄准了不打这,那打什么?
   因为世界上的高端光刻机只有荷兰在生产,产量有限所以难买。光刻机融合了工业制造的几乎各个方面的高精技术所以也难造。
   高端光刻机难买是因为以美国为首的西方国家对中国进行严密的技术封锁,难造是因为光刻机是高 科技 的集成产品,在我国基础如此薄弱的情况下还能取得如此成绩本身就是一个奇迹,假以时日,光刻机也会象盾构机一样被攻克。
   难买是别个不想让你超越自己!难造是因为之前有配套设施没把它当回事!接下来重视起来了就不难造了!

高端光刻机为什么难“买”又难“造”?

6. 高端光刻机为什么难“买”又难“造”?

 我们国内确实是既难买又难造高端的光刻机,包括7纳米的和5纳米的,当前就是在这最后的一个端上陷入了现实的两难处境,短期内不可能脱离,是个长期性的现实。
    只要成功研发出了高端的制造技术,难造就会变成易造了;只要即将成功制造出高端的光刻机产品,难买就会变成易买了 。处境变成两易的了!而到了两易的时候, 只要不受国内已经易买国外高端产品这个“外部干扰”,坚持不懈地自主制造即将成功的高端光刻机,直至下线、量产、上市,就完全彻底脱离出两难处境了 ,再买高端的,多了一个好的选择,头一回能来个货比两家,关键是个更好的选择,因为是本国自主可控的;再造更高端的,有了一个高的基础,关键在于更高端的不过是同一端上的,即便是顶级的。 这就是造与买的关系在我们中国的样子,连造与买低端和中端光刻机的关系也是这个样,与在美国及其盟国盟友那里的大不相同,已经被 历史 上的正和反事实反反复复地证明了。 
    造与买的关系在今后的中国只会是这个样! 与美国及其盟国盟友大不相同,我们国内不造高端以及顶级光刻机就根本买不到,将造出就买得到,已造出就会被国内和国外买,造出高端光刻机的企业也能赚来大钱,特别是,让本国的高端芯片制造企业在核心工艺设备上不可能再被美国和荷兰联合起来卡脖子了,在其它工艺设备以及材料上也就不可能再被美国单独卡脖子了,从而让本国的高端芯片设计企业在高端芯片代工上也不可能再被卡脖子,还让本国的高端封测企业将其拥有的高端技术用在高端国产芯片封测上,终结一连串本国企业的一大段无奈、尴尬甚至有的屈辱、有的耻辱的 历史 ;关键是,让本国断在高端光刻机技术和产品上的高端技术链产业链供应链建起了、强起了,整个雄起,尽管高端光刻机很可能是最后补上的一强,接着,高端自主的国产芯片就有了!再接着,就会有、还会相对快地有更为高端直至顶级的自主芯片!在达到了7纳米高端自主的时候,在整个的中国这里,买国外芯片花大钱的 历史 就终结了,卖国产芯片赚大钱的 历史 就开启了,看看吧、想想吧, 造不如买?! 
    为什么陷入了两难处境? 从现象上看,难买外国的是因为国内没有制造出来高端光刻机产品,难造本国的是因为国内没有研发出来高端光刻机技术,技术和产品都被国外垄断着,由此可知, 从实质上看,国内没有研发出来高端技术既是难买又是难造高端产品的实质性原因,也就是陷入两难处境的实质原因,正确处理造与买的关系就成为了摆脱两难处境的实质性办法 。 历史 事实表明, “造不如买”的实质就是“研不如买”。 自己研发出来高端自主制造技术包括整机集成的和部件制作的固然也是难的,不仅是最前面的难,还是最难的, 而到如今仍是难买又难造,与自主研发技术曾经是人为造成的最难大有关系 。
    光刻机被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上,在某种程度上来说,光刻工艺的决定了半导体线路的线宽,同时也决定了芯片的性能与功耗,越高端的芯片,所需要的光刻工艺也越先进。 
     
   “工欲善其事,必先利其器”,光刻机就是芯片制造中的那一把“利器”,也被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上,在某种程度上来说,光刻工艺的决定了半导体线路的线宽,同时也决定了芯片的性能与功耗,越高端的芯片,所需要的光刻工艺也越先进。
     
     
   大家都知道,芯片很重要,离开了芯片,几乎所有电子设备都会失去作用。但要是离开光刻机,自然也就制造不出芯片,同样也不可能有手机、电脑等电子设备的产生。
     
    光刻机的关键技术:以光为媒,刻化微纳于方寸之间 
     
   指甲盖大小的一枚芯片,内部却包含了上千万个晶体管,犹如一座超级城市,线路错综复杂,这跟光刻机的工作原理相关,其中涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进学科。因此光刻机是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备,具备极高的单台价值。
     
   如果单纯从工作原理的角度来解析,光刻机并不复杂。“以光为媒,刻化微纳于方寸之间”,光刻机是通过串联的光源能力以及形状控制手段,将光束透射过画着线路图的校正,经过物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法进行显影、刻蚀处理,最终得到刻在硅片上的电路图。
     
   但是它最难的在于,需要在极小的空间内完成超精细的纳米级雕刻工艺,为具备这项能力。需要掌握的关键技术有很多,主要包括以下几种:
     
   1、“微缩投影系统”即所谓的“光刻机镜头”。这种镜头不是一般的镜头,其尺寸可以达到高2米直径1米甚至更大。光刻机的整个曝光光学系统,可能需要20多块锅底大的镜片串联组成,将光学零件精度控制在纳米级别。每块镜片都由高纯度透光材料制成,还包括高质量抛光处理等过程,一块镜头的成本在数万美元上下;
     
   2、既然叫做“光刻机”,所以“光源”也是光刻机的核心之一,要求光源必须发出能量稳定且光谱很窄很窄的紫外光,这样才能保证加工精度和精度的稳定性。按照光源的发展轨迹,光刻机从最初的紫外光源(UV)发展到深紫外光(DUV),再到如今的极紫外光(EUV),三者最大的不同在于波长,波长越短,曝光的特征尺寸就越小。
     
   (资料源自上海微电子官网、东兴证券研究所,OFweek电子工程网制图)
     
   最早的光刻机采用汞灯产生的紫外光源,从g-line一直发展到i-line,波长从436nm缩短到365nm。随后,业界利用电子束激发惰性气体和卤素气体结合形成的气体分子, 向基态跃迁时所产生准分子激光的深紫外光源,将波长进一步缩短至193nm,由于在此过程中遇到了技术障碍,因此采用浸没式(immersion)等技术进行矫正后,光刻机的极限光刻工艺节点可达28nm。
     
   如今,业界最先进的光刻机是EUV光刻机,将准分子激光照射在锡等靶材上,激发出波长13.5nm的光子作为光刻机光源。EUV光刻机大幅度提升了半导体工艺水平,能够实现7nm及以下工艺,为摩尔定律的延续提供了更好地方向。而业界也只有ASML一家能够提供EUV设备,处于产业金字塔顶端;
     
   3、分辨率,对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面都有关系,总体来说,分辨率和光源波长的关系可以用公式“R(分辨率)=K1(工艺参数)λ(光源波长)/NA(光学镜头的数值孔径)”;
     
   4、工艺节点,是反映芯片技术工艺水平最直接的参数。工艺节点的尺寸数值基本上和晶体管的长宽成正比关系,每一个节点基本上是前一个节点的0.7倍,0.7X0.7=0.49,所以每一代工艺节点上晶体管的面积都比上一代小大约一半,因此单位面积上的晶体管数量将翻番,这就是著名的摩尔定律。一般18 24个月,工艺节点就会发展一代。
     
   工艺节点发展以28nm为分水岭,虽然依然按照0.7倍的规律前进,但实际上晶体管的面积以及电性能的提升远落后于节点数值变化。比如英特尔当时统计数据显示,他们20nm工艺的实际性能已经相当于三星14nm和台积电的16nm工艺。更麻烦的是,不同厂商工艺节点换算方法不一,导致了很多理解上的混乱。因此,只有对芯片有很高要求的产品才会采用28nm及以下先进工艺。当然,发展到现在,台积电已经开发出了更为先进的5nm工艺并实现量产,今年下半年就会有搭载相关芯片的产品面世。
     
    高端光刻机为什么难买又难造? 
     
   一般来说,一条芯片生产线上需要好几台光刻机,而一台光刻机的造价也非常高,其中成像系统和定位系统最贵,整台设备算下来造价三千万到五亿美元不等。此外,光刻机上的零部件还包括来自瑞典的轴承、德国的镜头、美国的光栅、法国的阀件等等,都属于各个国家的高端工艺产品。
     
   光刻机的折旧速度非常快,每天大概就要花费3 9万人民币,将其称为“印钞机”也不为过。正是因为光刻机昂贵的造价和上文中提到的各项高先进技术,ASML一年也只能制造出20多台EUV光刻机。
     
   这么昂贵的设备,ASML公司一年卖出几台就够养活整个公司了,中国市场一直以来都是ASML看好的重点业务区域,但是却偏偏不能向中国出售高端光刻机,为什么呢?这里就要提到《瓦森纳协定》。比如中芯国际苦苦等待的EUV光刻机,虽然设备一直没到,但是也没有因此停止研发进程,已经在14nm的基础上研发出“N+1”、“N+2”工艺,等同于7nm工艺,公司联合首席执行官兼执行董事梁孟松也透露出,现阶段哪怕不用EUV光刻机,也可以实现7nm工艺。但想要大规模成熟量产,依然离不开EUV光刻机。
     
    中国又被誉为“制造大国”,既然买不着,那自己造如何? 
     
   在过去,搜狐能 copy 雅虎,淘宝能 copy eBay,滴滴 copy Uber,那咱们能不能 copy 一个ASML出来自己造光刻机?要知道,ASML可谓是当前光刻机领域的“一哥”,尽管尼康和佳能与之并称“光刻机三巨头”,但在支持14nm及以下的光刻机上,唯有ASML一家独大。
     
   “光刻机之王”ASML的成功难以复制。ASML出身名门,由原本荷兰著名的电器制造商飞利浦公司半导体部门独立拆分出来,于2001年更名为 ASML。
     
   在ASML背后,还有英特尔、三星、台积电、SK海力士等半导体巨头为其撑腰,只有投资了ASML,才能成为其客户,拿到光刻机产品的优先供货权。多方资本注入下,ASML也有了更多强化自身实力的机会:
     
   2001年,ASML收购美国光刻机厂商硅谷集团获得反射技术,市场份额反超佳能,直追尼康;
     
   2007年,ASML收购美国 Brion 公司,成为ASML整体光刻产品战略的基石;
     
   2012年,ASML收购全球知名准分子激光器厂商Cymer,加强光刻机光源设备及技术;
     
   2016年,ASML收购台湾半导体设备厂商汉微科,引入先进的电子束晶圆检测设备及技术;
     
   2016年,ASML收购德国卡尔蔡司子公司24.9%股份,加强自身微影镜头技术;
     
   2019年,ASML宣布收购其竞争对手光刻机制造商Mapper知识产权资产。
     
   在上文中提到,光刻机设备融合了多门复杂学科,不仅种类繁多,还要求是当前该领域最先进的技术,放眼当下没有任何一家公司敢说自己能在这些领域都做到最好。也就只有ASML能够不断通过自研、收购等方式,一步步走上神坛。
     
   说出来很多人可能不信,我国最早研发光刻机的时候,ASML还没有出现。资料记载,1977年也就是中国恢复高考那年,我国最早的光刻机-GK-3型半自动接近式光刻机诞生,由上海光学机械厂试制。
     
   80年代其实开了个好头,1981年,中国科学院半导体所成功研制出JK-1型半自动接近式光刻机样机。1982年国产KHA-75-1光刻机的诞生,估计跟当时最先进的佳能相比也就相差4年。1985年中国第一台分步投影式光刻机诞生,跟美国造出分布式光刻机的时间差距不超过7年。这些都说明当时中国其实已经注意到了投影光刻技术的重要性,只是苦于国内生产工艺尚不成熟,所以很难实现量产。
     
   80年代末期,“造不如买”的思想席卷了大批制造企业,我国半导体产业研发进程出现了脱节,光刻机产业也未能幸免。
     
   虽然后续一直在追赶国外列强的脚步,但产业环境的落后加上本来就与世界先进企业有差距,使得中国终究没有在高端光刻机领域留下属于自己的痕迹。
     
   “眼看他起朱楼,眼看他楼塌了”,80年代初期奠定的中国光刻机产业基础就这样被轻视了。这也是为什么我国光刻机产业一直赶不上国外的原因,再加上光刻机制造所需要的各种零部件,也都受到不同程度的管制,如今想再追回来,实在太难。
     
    中国高端光刻机正在路上 
     
       
   2001年, 科技 部和上海市于2002年共同推动成立上海微电子装备公司,承担国家“863计划”项目研发100nm高端光刻机。据悉,中电科四十五所当时将其从事分步投影光刻机团队整体迁至上海参与其中;
     
   2008年, 科技 部召开国家 科技 重大专项"极大规模集成电路制造装备及成套工艺"推进会,将EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。中国企业也将EUV光刻机列为了集成电路制造领域的发展重点对象。
     
   如今,国内从事光刻机及相关研究生产的除了上海微电子装备、合肥芯硕半导体、江苏影速集成电路装备以外,还有清华大学精密仪器系、中科院光电技术研究所、中电科四十五所等高校/科研单位。
     
   在研发成果上,2016年,清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2016年,清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2018年,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备”通过验收,也是世界上首台用紫外光源实现22nm分辨率的光刻机,意义在于用便宜的光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景。
     
   可以看到,在光刻机的自主研发进程上,中国也取得了很大的进步。但相对来说比较缓慢,要想真正研发出高端光刻机,需保证多个学科和领域的技术水平达到或者超过世界先进水平,任何一环节落下都会影响产品的性能。
   这是美国的精准打击,有本事查查这个馊点子是如何出笼?我觉得正是我们50年代人掌舵时缺乏几乎所有科学知识,被自己权力切割,连同40后与60后的纽带一同切掉,30后已失能,40后除做房地产的尖子,其余趋向失能,50后是鸿沟的分界,权力中心做自然科学的极少,人才都是做买卖的,买不到自然只有造,说造,得创新,虽然少,但不乏有能做光学化学电学,机电一体化的,光电的组织能力,基本都要退休能要吗?后来60,70都是40,50教的,他们都缺乏系统边缘渗透交融能力,天天喊隔行如隔山,各霸一方,搞这种综合高 科技 设备既缺乏专业精通,又少有隔行合作的气量,包括航空发动机也一样,他瞄准了不打这,那打什么?
   高端光刻机难买是因为以美国为首的西方国家对中国进行严密的技术封锁,难造是因为光刻机是高 科技 的集成产品,在我国基础如此薄弱的情况下还能取得如此成绩本身就是一个奇迹,假以时日,光刻机也会象盾构机一样被攻克。
   因为世界上的高端光刻机只有荷兰在生产,产量有限所以难买。光刻机融合了工业制造的几乎各个方面的高精技术所以也难造。
   难买是别个不想让你超越自己!难造是因为之前有配套设施没把它当回事!接下来重视起来了就不难造了!

7. 国产光刻机!10亿资金涌入,光刻机为何这么热?

众所周知,光刻机和芯片的厚薄程度和芯片的精良程度息息相关。我国缺乏光刻机技术和设备,因此,我国经常会与国外光刻机制造公司进行合作,从而保证国内生产的芯片可以达到国际标准。然而,我国发展芯片和研发芯片过程中遇到了许多困难和挫折,这也使得国产光刻机缓解了部分科研人员的压力。现如今,十亿资金涌入国产光刻机市场,光刻机之所以会到达如此火爆的程度,是因为光刻机与芯片有着很大的关系。我国想拥有一款自主研发的芯片,就必须开展国产光刻机的建造和发展。

荷兰光刻机并不是中国芯片的救命稻草
众所周知,我国通过与世界光刻机十分发达的国家合作,逐步满足国内手机芯片对光刻机的需求。然而,大部分发达国家会采取垄断措施,一方面:为了避免中国拥有光刻机技术之后,中国芯片逐步占领国际市场。另外一方面:每个国家都想分得一杯羹,这也使得大部分拥有资金和科学技术的国家会减少与崛起国家的合作。对于我国芯片市场来说,荷兰的光刻机并不是中国芯片的救命稻草,它只能缓解国内芯片的压力。

第二个原因:光刻机技术发展刻不容缓
大家应该都听说过华为芯片数量不够用,华为既要保证推出的新款机型拥有最为合适的手机芯片,华为公司还要保证老款手机的出货量。更何况华为公司的芯片研发速度特别快,可是华为公司却很难自主生产芯片。如果我国想完全掌握芯片生产和研发的全过程,势必要摆脱其他国家的技术垄断,共同开发和利用国内的光刻机。我国芯片明显出现空缺,因此我国必须发展光刻机技术。

第三个原因:国家大力支持该技术的建设与完善
或许每一个人使用的手机品牌不同,但大部分手机和电脑的芯片是决定手机和电脑性能的关键。尽管许多中国人是出于爱国之情才会购买华为手机,如今,华为公司的手机性能非常好,这也使得越来越多的人主动购买华为手机。国家大力支持信息产业和芯片产业的发展,而光刻机技术决定芯片发展的速度,因此,国家大力支持国产光刻机。
总的来说,光刻机和芯片存在聚生分死的关系,芯片必须通过光刻机才能问世。

国产光刻机!10亿资金涌入,光刻机为何这么热?

8. 光刻机到底有多赚钱?


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