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想要解决卡脖子的情况发展国产EUV光刻机有两个核心问题至今没有解决

时间: 2024-12-12 10:53:55 |   作者: 竞彩体育篮球

国家平台在前段时间公开发布了193nm波长的氟化氩光刻机,这款国产光刻机是干式技术,在市场上面距

产品特性

  国家平台在前段时间公开发布了193nm波长的氟化氩光刻机,这款国产光刻机是干式技术,在市场上面距离国际水平还有两代产品技术的差距。

  目前国际最顶级的光刻机产品,就是来自于荷兰ASML的双级EUV光刻机,13.5nm的波长,8nm分辨率。

  由于这种光刻机的光源是极紫外线,属于软X光,所以没办法在光源中间加入介质。这也就说明,EUV光刻机对于前两代的干式光刻机、浸润式光刻机来说,是一个完全重构的技术产品,以往的技术要全部推倒重来。

  我们先来讨论EUV的光源技术,光刻机一定要通过反射镜来引导光线,但是极紫外线的反射效率非常低,并且需要反射十多次之后,才可以将光源达到晶圆的位置。在达到晶圆的位置之后,极紫外线%,完全没有办法进行晶圆的制造,这就需要一个极其强大的光源。

  极紫外线技术,最早是英特尔提出的,并且美国政府还组建了一个名为EUV LLC的技术联盟,这中间还包括了英特尔、国家能源部、摩托罗拉、AMD、IBM等来自于美国的高科技企业,一起攻克极紫外线的光刻机技术。

  当时ASML还没有发展起来,日本的尼康是国际光刻机的老大。但是美国跟日本因为半导体产业打过一次贸易战,所以美国对日本企业非常敌对,唯一的机会给到了荷兰的ASML。

  ASML为了表明自己的立场,率先说明自家企业要在美国建工厂和研发部,以此来优先满足美国本土的产品需求。并且还保证,在光刻机的零部件中,55%的零件采用美国的供应商,接受美国政府的定期产品审查。

  于是,ASML顺理成章的加入了由美国高科技团体组成的EUV LLC技术联盟。

  6年之后,EUV LLC联盟攻克了光源、抗蚀剂、防护膜上的三大难题,并且验证了极紫外线光刻机的技术可行性。

  由ASML牵头,联合了3所大学、10所研究所、15家技术公司,开始推进EUV光刻机的产出。

  由于EUV光刻机的制造十分艰难,耗费的时间太长,所以在ASML打造光刻机的过程中,三星、英特尔、台积电这些大企业纷纷开始耐不住性子,对持有的股份进行减持。

  但是华尔街资本却源源不断地给ASML注资,以至于到了后来,ASML的两个最大股东都是美国企业,ASML被美资所主导。在2013年,ASML在美国资本的帮助下,并购了西盟,掌控了极紫外线光源的技术来源。

  于是ASML用10亿欧元,购买了蔡司子公司,卡尔蔡司SMT 24.5%的股份。两家公司一起联手,为EUV光刻机制造独家的镜头零部件。

  2019年,ASML推出了EUV光刻机NXE3400C,可以直接应用在5nm制程芯片的制造中。这台光刻机,重达180吨、10万+个零部件,就连调试安装,都需要1年左右的时间。

  并且ASML的上面还有两个同系的大公司,一个是负责薄膜沉积设备研发的公司,一个是负责半导体元器件集成和封装的大公司。

  这两家公司涵盖了芯片制造的前端和后端供应,再加上ASML的独家光刻机,整个的光刻机产业链,被荷兰牢牢把控住。

  中国的中芯国际,曾经在2018年花费9亿元,向ASML购买了一台EUV光刻机。这一笔交易的资金,基本上耗尽了中芯国际上一年的所有利润。

  现在的EUV光刻机市场,占大头的也就是台积电、三星、英特尔和海力士这几家企业,中国的大陆地区,还并没有EUV光刻机的引入。所以说,中国大陆地区是ASML的一个潜在客户,并且也是对EUV光刻机需求极大的地区。

  国产光刻机的牵头企业,就是上海微电子公司。上微的光刻机只是在低端产品上面有所突破,大部分都是应用在封装环节上面。至于应用在芯片制造上面的光刻机,目前还没有。

  中国目前在极紫外线光源、光学镜头、工作台等方面与国际水平差距较大,但是长春光机所已经在光源和工作台上面有所突破。不过其他零部件的配套能力不够,导致这些技术没有办法通过设备来进行测试。

  光刻机是一项复杂的工程建设项目,涉及的体系太多,这中间还包括了光学镜头、激光器、高精度加工、控制管理系统、配套软件等多方面因素。单独的一家公司,无法同时涉足这么多的技术领域。哪怕是ASML的光刻机,都是整合了西方多个国家企业的资源才打造出来的产物。

  光刻机的镜头,已经被德国蔡司完全垄断,而且一时半会儿找不到相匹配的供应商,这也是我们现在国产高端光刻机被卡脖子最严重的地方。只要解决了镜头的供应问题,那么我们在打造EUV光刻机上面,会轻松许多。

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