國產光刻機在沈逸教授的最近訪談中被這樣點評:。
這基本上是浸潤式的上一代產品,采用的是幹式技術。
如果你拿這個去和ASML對比,毫無疑問,它的技術水平最多相當於人家十年前甚至二十年前的裝置。
這並不是什麽令人尷尬的事情。
問題在於,我們的裝置用了多久時間,使用了哪些非美工藝和產業生態來制造,這已經很厲害了。
事實真的像說的那樣嗎?
眾所周知,光刻機是芯片制造的核心裝置。
在芯片制造的所有裝置中,光刻機的成本占比達到了24%,其次是刻蝕機,占比約為20%,兩者合計占比高達44%。
光刻工藝是芯片制造環節中最復雜、精確度要求最高的工藝。
它不僅用於曝光光刻膠並進行圖案化,還在先進工藝中需要進行多次曝光,進一步凸顯了其在芯片制造中的地位。
因此,一款精密、穩定的光刻機至關重要。
目前,全球的光刻機市場基本上被ASML壟斷,還有一小部份被日本的尼康和佳能控制,而國產光刻機的市場份額幾乎為零。
根據2023年全球光刻機市場份額統計,ASML的市場份額超過80%,而先進的EUV光刻機市場份額達到了100%,中端DUV光刻機的市場份額則超過了90%。
任何一家公司,不管大小,想要制造28nm以下的芯片,都會選擇購買ASML的光刻機,包括芯片巨頭台積電、三星和英特爾,以及中國的中芯國際、長江儲存和長鑫儲存。
隨著中國芯片的迅速發展,美國感到壓力,開始在芯片領域對我們施加限制,一場轟轟烈烈的國產替代隨之而來。
從芯片設計到芯片制造,再到EDA,最終到光刻機。
2024年9月9日,工信部釋出了【首台(套)重大技術裝備推廣套用指導目錄(2024 年版)】,其中明確提到了國產光刻機的最新進展。
在「積體電路生產裝備」類別中,目錄列出了氟化氪(KrF)和氟化氬(ArF)光刻機。
這兩種光刻機都是深紫外(DUV)光刻機。
其中,氟化氬光刻機的關鍵技術指標包括:光源波長193nm,分辨率為≤65nm,套刻精度為≤8nm。
許多網友在看到套刻≤8nm時,會誤以為國產光刻機可以生產8nm芯片,但這並非事實。
上世紀90年代出現的193nm光源,是光刻機的一項技術分水嶺,這項技術至今已有30年的歷史。
分辨率65nm,與ASML的DUV光刻機相比,其34nm分辨率仍有顯著差距。
ASML於2007年推出了首台浸潤式DUV光刻機,將分辨率從65nm提升至36.5nm,隨後又經過多次叠代,最終將分辨率提升至34nm,這確實是一個20年左右的差距。
套刻≤8nm,這句話很有意思。
套刻本質上是多重曝光,透過在不改變光源波長的情況下提高分辨率水平,以制造更先進的芯片。
台積電曾使用該技術,成功利用浸入式DUV光刻機(型號為1980Di)為華為生產了麒麟990芯片。
這款芯片采用了7nm工藝。
那麽,是否可以推斷,我們使用國產光刻機進行多重曝光後,也能生產出麒麟990芯片?理論上這是可行的,但由於良品率過低導致成本過高,實際上根本無法實作商業化。
也就是說,套刻≤8nm在公開數據中僅表示為技術參數,而非量產數據。
從193nm光源和65nm分辨率的角度來看,工信部9月份釋出的是一款幹式光刻機,能夠實作65nm芯片的量產,相當於ASML 20年前的水平。
復旦大學政治系沈逸教授所說的話,是有道理的。
然而,根據中國的慣例,一旦公開某種技術,這通常意味著這種技術並非是最先進的。
我們一直致力於公布一代、測試一代、研發一代、規劃下一代。
我們之所以敢於公布65nm幹式光刻機,是因為28nm光刻機已在測試階段,甚至可能已經測試完成,而EUV光刻機也正在研發中,並且已攻克了一些關鍵技術。
對於制造2nm以下芯片所使用的高數值孔徑EUV光刻機,我們已經納入了規劃。
不要只看到ASML領先的優勢,就速度而言,中國排名第二,沒有任何國家敢聲稱自己排名第一。
以我們最不擅長的人均GDP為例,美國從5000美元增加到1萬美元用了9年(1969-1978年),最近備受矚目的以色列也用了9年。
德國用了6年,法國和日本用了5年,英國則用了2年。
然而,這些國家的總人口不及中國的一半(美國擁有3.3億人口,德國人口為8300萬,日本人口為1.26億,法國人口為6700萬,英國人口亦為6700萬,總計6.73億人口)。
中國用8年時間,成功帶領近14億人口跨越這一關卡,這一速度已經非常快了,其他國家恐難以超越。
我們在其他方面的成就更是超乎你的想象!
每分鐘,36家公司完成註冊、55輛汽車駛下生產線、超過1000人乘坐飛機、電影票房突破10萬元;。
每一小時,建成500公裏的高速鐵路、處理600萬件快遞、生產1.5億斤糧食、完成貿易額5億美元、創造GDP超過100億元;。
70年來,GDP增長了170倍,工業產值增長了970倍。
人均壽命延長了42歲,7億人脫離了貧困。
那麽,如果中國已經實作了65nm光刻機的商業化,那麽要實作28nm光刻機的商業化需要多長時間?制造出EUV光刻機又需要多長時間?是3年、5年還是10年?
在中國速度的推動下,國產光刻機的開發速度遠遠超過ASML。
或許就在明天,工信部將會宣布28nm光刻機的訊息,從而將落後ASML二十年的歷史翻頁。
除了速度之外,國產光刻機的自主性是ASML難以企及的。
由於打壓和限制,國產光刻機的自主性幾乎可以達到100%,這是毫無疑問的。
然而,ASML的情況卻不同。
盡管它壟斷了EUV光刻機,但它只是一個組裝大型工廠,擁有的核心技術僅占10%。
剩余的90%技術來自美國、德國、法國、日本和中國台灣等地。
僅海外供應商就接近4000家,其中包括大陸的一些廠家。
例如,德國蔡司的鏡頭、德國通快的雷射器、法國的精密軸承等。
荷蘭可能一輩子都無法獨立研發出這些技術,因此一旦海外供應中斷,ASML也將被迫停止運作。
只有全球獨一無二的中國光刻機,是依靠自身實力打造出來的,這一點連美國也無法比擬。
總結一下,根據工信部已公開的數據,國產光刻機落後於ASML 20年。
然而,我們並不知道那些未公開的數據究竟有多麽強大。
此外,中國的光刻機是獨立研發出來的,而ASML則是整合了全球的零部件。
這也是ASML無法自行決定向哪個客戶銷售何種型別光刻機的原因之一。
我是科技銘程,歡迎在評論區留言,共同探討!