不要被媒体带节奏,从来没什么光刻机禁售……

光刻机包括很多种类,先明确一下,本文说的光刻机就是指生产最先进逻辑芯片所用的那个谣传不卖给中国的设备。这个东西,现在是ASML一家独大。在ASML一家独大的局面形成之前,是尼康、佳能和ASML三足鼎立。怎么从三足鼎立演变成一家独大的呢?转折点是193nm波长浸润式光刻机的问世。

本来,光刻机都是干式的,没有液体参与。1987年,当时的IBM还拥有大量芯片Foundry业务。这里要说明一下,我不喜欢中文夹杂英文单词,但是这个芯片Foundry实在是没有通用翻译,直译成工厂又觉得很不确切,所以只好夹杂英文单词了。1987年,张忠谋创立了台积电,这是改变产业界的大事。在同一年,一位不太起眼的IBM芯片Foundry工程师从显微镜镜头上的水得到灵感,提出了一种浸润式光刻机的新设想,写成论文发表出来。在当时,这篇论文纯粹作为理论前沿,没有进入产业界的考虑,因为当时的干式光刻机已经足以支撑摩尔定律的狂飙突进,没必要胡思乱想。

然后时间到了2002年,IBM、英特尔、台积电等芯片Foundry越来越焦虑,因为延续摩尔定律越来越困难了。用传统的193nm光刻机把芯片制程推进到65nm之后遇到了瓶颈,很难再往下推进了。尼康和佳能做出了157nm波长的光刻机,然而试用效果并不好。有人提出只能依赖极紫外光刻机——EUV,发射波长13nm级别。然而在当时的业界条件下,EUV基本无法实现。这时候,台积电的一位总监级工程师指出,浸润式光刻机才是正确的前进路线。他在IBM工程师那篇论文基础上又写了三篇论文,详细提出了具体实现方法,然后在国际半导体会议上反复在IBM、英特尔、尼康、佳能、德仪等主要半导体企业间宣传、研讨。大家都表示了兴趣,然而,最终决定投入研发这种光刻机的,是在当时来看落后于尼康和佳能的ASML。从2004年开始立项,ASML主导,台积电提供协助,三年后,颠覆性的产品——浸润式光刻机诞生了,从此,光刻机从三足鼎立变成了一家独大。

目前所有量产的65nm以下制程的芯片,都是用的这个193nm浸润式光刻机,中芯国际同样拥有这全套设备,只能做到28nm,而英特尔可以做到10纳米。

中芯国际在制造工艺方面大约比台积电、三星和英特尔落后两到三代。三星是全球最大的内存芯片制造商,而英特尔在个人电脑和服务器微处理器领域占据主导地位。目前中芯国际仍在努力改进自己的28nm工艺,蒋尚义、梁孟松两位重量级人物在2016、2017年先后入职了中芯国际。

中国公司之所以很少用ASML的光刻机,特别是一台EUV光刻机都没有,原因也没想象中的复杂,首先是中国半导体工艺之前是在是太落后了,别人10nm了,国内的还在搞65nm、45nm,国产最先进的目前从28nm(台积电南京厂的16nm工艺不算真正国产),而且28nm产能占比也非常小,因此需求上来说国内公司就没上先进光刻机的动力。

至于EUV光刻机,7nm以上的工艺并不需要EUV光刻机,国内公司还早呢。

另外一点就是就算有需求,EUV光刻机不仅单价超过1亿欧元,而且一直是供不应求,三星、台积电、英特尔未来几年的需求就足够ASML生产多年了,年产大概就是10台多一些,产能根本轮不到中国公司。

EUV光刻机进入中国的时间也不太远了,中芯国际除了14nm之后也在搞7nm研发,而且国内肯定不止他们一家搞7nm工艺。


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