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euv光刻机 中芯国际,国产光刻机交付中芯国际

近日,中芯国际表明:因为很难获得前沿的芯片生产设备,其在北京新厂落后了预估。

虽然中芯国际并没有详细说明是哪种设备,但是根据推断,被限设备来源于ASML的浸没式DUV光刻机。

由于中芯国际于2020年12月列为实体名单,没经美国家商务部批准,相关企业不得为实体清单里的公司出售设备和有关零部件。

然而这相关企业也包括西班牙ASML。西班牙ASML便是全世界光刻机领头,EUV光刻机的唯一生产商。

问题来了,即然很难买到ASML光刻机,为何不能使用上海微电子的国产光刻机呢?

ASML的光刻机多强

ASML中文名字为阿斯麦,创立于1984年,公司总部西班牙埃因霍温,是世界上最大的半导体材料设备生产商,也是世界上EUV光刻机的唯一生产商。

销售量全球第一

2021年全世界光刻机共生产制造478台,较2020年提高65台,涨幅为15%。在其中ASML拿下309台,占有率65%。

中国际市场(DUV光刻机)交货103台,占有93.6%市场占比,高档EUV光刻机交货42台,均为ASML生产制造。

依据预测分析,2022年全世界光刻机销售量有望突破510台,ASML再次大幅度领跑。EUV光刻机销售量超出50台,生产商依然仅有ASML。

从销售量层面能够得知,ASML是实实在在的光刻机领头,将日本尼康相机、佳能相机远远地甩身后。

销售总额全球第一

2021年,全世界光刻机市场占有率为1076亿,ASML一家就达到854亿,占有率79%。

2023年1月25日,ASML发布了2022年销售业绩,全年净利润1562亿元人民币,同比增加13.8%。纯利润为412亿元人民币,再创佳绩。

虽然2022年全世界光刻机销售总额尚未公布,但能意料是指ASML的销售占比会进一步扩大。

技术性最牛

在技术层面,ASML同是当之无愧。

全部半导体材料设备中,EUV光刻机的科技含量是非常高的,而其生产商仅有ASML一家,这足够体现出ASML在技术上的整体实力。

可能会有网友讲了,ASML只不过拼装大型厂罢了,它科技含量仅是10%。可是,你千万别小瞧了那10%。

ASML在EUV光刻机里的技术性大多为极紫外光技术性。

EUV光刻机的光源使用了13.5nm的极紫外光,自然界中没有这个光,只有人工制造。

首先提前准备一台30KW的大功率激光发射装置,能够发射频率达到50000HZ高频激光器。

然后提前准备一台设备,这两台设备有一个特殊喷头,能将融化掉的锡滴孔径变小至20毫米上下,等同于“人们头发直径的三分之一”。

接下来就是调节,要保证第一束激光器准确的打中降落的锡滴,第二束激光器再度打中锡滴,激发起极紫外光。

全过程较难的地方便是,延续性高精度,高精确性。

灯源设备最开始是由美国Cymer企业生产制造,之后被ASML回收。ASML也成为极紫外光源科技的垄断者。

全产业链最巨大

ASML的全产业链也极为巨大,EUV光刻机的零部件达到10万只,仅经销商就近原则2000家,其中就有卡尔蔡司、日本东京应化什么的行业龙头企业。乃至许多企业以进到ASML的供应链管理为傲。

而中下游运用企业包括tsmc、三星、intel、连电、格芯、中芯国际等多个芯片生产大佬。

大家手机上配备的苹果公司仿生技术、骁龙处理器、华为麒麟、MTK天矶等都少不了ASML的光刻机。

在拼装层面,ASML一样具有很大的优点。

一台EUV光刻机有着10万只零部件、4万只地脚螺栓、2千米塑料软管、3000条电缆线和数吨重眼镜片。这种零部件紧密结合,任何一个构件出问题,都有可能导致整机设备无法控制。

在进行施工工作时,一台列车驶来,传来10—20Hz的振动,就会造成设备失效。

因而必须有一个强悍的拼装精英团队。ASML的拼装精英团队达到数万人,仅仅在中国地区就超过了1300人。这种拼装工作人员不但技艺高超,并且一年开展大量学习培训。

现如今ASML逐渐打造出新一代光刻机——High NA EUV光刻机。

这一套光刻机全面的眼镜片数值孔径有望突破0.55 NA,具有更好的屏幕分辨率,更高生产率。据了解,今后将做到一小时220片晶圆圆的生产效率。到时候ASML也会更加强劲。

在光刻机行业,ASML过度强劲,以致于猖狂地说:“就算把工程图纸公布,我国也造出不来光刻机。”

现如今,在国外压力之下,ASML不但回绝为国内公司供应EUV光刻机,就连DUV光刻机也逐渐受限制。

国内芯片代工领头中芯国际就直言,因为设备因素导致北京芯片加工没法成功动工。那为什么中芯国际不能使用国内光刻机呢?

国内光刻机水准怎样?

国内光刻机领头是上海微电子设备企业,于2002年3月由上海政府和中国科学院带头创立,现在已经能够批量生产90nm光刻机。

那样上海微电子与ASML差别到底有多大呢?

技术差距

上海微电子制造出来的90nm光刻机,可生产90nm芯片,反复光刻技术得话本质上可生产45nm芯片,可是产出率会大幅度下降。而ASML制造出来的EUV光刻机可生产3nm芯片。

45nm芯片落后了3nm芯片整整的5代,这就需要数十年时间追逐。

在实际关键技术层面,ASML掌握了前沿的EUV技术性,而且拥有大量专利权,而上海微电子却并没有。

除此之外,在组装技术层面,上海微电子只有算得上是“新手入门”,而ASML肯定称之为“技术专业”,那样的差距也并非短时间可以场均三双的。

绿色生态差别

许多网友认为手机软件、电脑操作系统才会有所说生态,实际上硬件配置、设备同样也有绿色生态。

生产芯片的设备不但有光刻机,也有涂敷、CVD、检验、清理等十几种设备,这种设备必须密切配合,互相配合芯片生产。

若不能配对,那样全部芯片生产阶段工作量便会增加几倍。

ASML的光刻机广泛应用在芯片生产行业,早就和各种厂家生产别的设备彼此适配、密切配合。

除此之外在硅晶圆、掩膜版、光刻技术、CMP面浆、高纯液态、等半导体器件层面,ASML的光刻机一样与其相符合,这几个方面上海微电子还需继续努力。

供应链管理差别

国内光刻机供应链方面也是表现出了先天发育不足。

早就在2009年时,上海微电子就开发出了90nm光刻机,并通过了工程验收,直到2018年才公布,这是什么原因呢?

因为那时候,这一批设备使用了德国蔡司的画面,而当时的卡尔蔡司接到了指令,终止为上海微电子供应。

失去卡尔蔡司供应,国内摄像镜头又不符合要求,只能延迟时间公布。许多网友感觉一个小小的眼镜片就可卡死国内光刻机的腿?

确实不要低估了那小小眼镜片,它数值孔径为0.93NA,屏幕分辨率为90nm,平面度要求很高,几十公里的波动度不得超过一毫米。

为了能产品研发那样的一组眼镜片,长春市国科精密光学使用了近10年时间,才研制取得成功。

2018年,这一组眼镜片取得成功组装到了上海微电子的光刻机上,通过检测达到有关要求。

除开眼镜片外,也有灯源、操作台、精密机床等约10万只零部件,这些都要诸多的服务商去解决。

据了解,ASML有着来源于欧美国家日韩等国家近2000家经销商,而上海微电子列为美国家商务部“实体清单”后,只有选用国内零配件,这使其供应链管理受到影响。

除此之外,上海微电子的光刻机在可靠性层面都比不上ASML,而可靠性关系着芯片产品合格率。没人希望自己处理芯片在生产时,由于设备不足而损毁。

总体来说,国内光刻机在研发、绿色生态、供应链管理、可靠性等各个方面落后了ASML,若想把握EUV光刻机技术性,追赶ASML的水准,还要很长时间。

除此之外,中芯国际北京市芯片加工,生产制造的芯片是28nm工艺技术,仅有西班牙ASML和日本尼康相机的光刻机符合规定。

这也是为什么,中芯国际等国内芯片代工厂不愿意选择国内光刻机的重要原因。

中芯国际怎样破解难题?

中芯国际若想处理芯片生产难点,就需要融进国内光刻机的全产业链。试想一下,很多人都不应用上海微电子的光刻机,那如何验证它水准,发现这个存在的不足呢?

上海微电子卖不出去设备,就无法赢利,可能就收不出更多资产去产品研发高档光刻机,就无法处理中国芯片的设备难点。

因此中芯国际在90nm芯片生产制造流程上,还是得首先选择国内设备。

认清不够、回绝夸张

近期在网上一直弥漫着,上海微电子早已研制出28nm、14nm的光刻机、乃至7nm光刻机很快就要批量生产。

事实上,灯源系统软件、镜片、浸没式、双操作台等关键技术,还相差很大。若想熟练掌握这类技术还要付出很多人力、物力资源、财力时长。

与此同时,大家在可靠性方面也是远不如ASML。这个时候就需要提升我们自己的售后服务和组装技术。

心无杂念、不断产品研发

搞产品研发最忌心烦气躁,时断时续。一看到可以买,就坚持不下去产品研发,觉得“造不如买”。但是,如果你自废武功后,各种各样打击便会接踵而来。

高新科技没有捷径可走,也不存在什么“弯道超越”,不过是持续资金投入、不断产品研发。甚至数十年如一日。

政策扶持,集中力量办大事

政策扶持有多么重要呢?就以日本为例子而言。

日本的半导体材料就获得了国外的大力支持和受权后,才迅速发展起来。这一大力支持和受权就来源于美政府,最开始目的是为了帮扶日本抵抗曾经的前苏联。

三菱、京东电气设备拿到仙童公司的认证后,日本通产省就建立了有关政策,机构NEC、日立、富士通、飞利浦和三菱电机建立了“超大规模集成电路关键技术研究组成”。

自此,日本在半导体行业高速发展,直到超越美国。

1985年,国外就对于日本半导体材料发起第一次301调研,并且在1986年驱使日本签订了日美半导体材料协议书。

自此,日本半导体业逐渐迅速下降,市场占有率从53%最高点下降到7%。到现在,世界领先的半导体设计、生产公司早已看不见日本公司的踪迹了。

由此可见,政策对处理芯片影响力确实太大。

假如我们可以颁布持续不断的正确国家产业政策,那样中国芯片逆转超过早晚的事。

写到最后

光刻机被限,中芯国际花重金修建的芯片加工一直无法建成投产,说到底便是国内光刻机的落伍所造成的。

假如我们可以认清自身缺点,增加开发幅度,再配上相对应的现行政策,坚信国内光刻机技术性定会大幅度提高。

与此同时,我们自己的芯片公司也需要适用应用国内光刻机,发现的问题,处理问题。

我就是高新科技铭程,热烈欢迎一起讨论!

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