我們何時能研發製造出自己的高端光刻機呢?

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說到光刻機,稍微關注的人都知道,這是制約我國芯片發展的重要命門。

我國作為全球芯片消費量最大的國家之一,每年進口的芯片接近2萬億人民幣,而我國之所以要進口這麼大的芯片,是因為沒有能力製造出一些高端芯片,即便像華為這種公司能夠設計出7納米的手機芯片,但也得委託給臺積電等其他廠家進行生產。

而目前制約我國高端芯片發展的關鍵環節就是光刻機,按照我國國產能力,目前我國自主研發的光刻機只能生產90納米制成的芯片,連45納米制成的芯片都還處於實驗階段。

但是目前全球最先進的芯片已經達到7納米,另外2nm和3nm米也正在研發當中,如果不出意外,未來幾年2nm米的芯片就有可能投放市場。

雖然目前我國有部分企業能夠生產出14納米的芯片,而且通過n+1的方式還能夠生產出接近7納米的芯片,但是終究不是7納米芯片,其性能跟7納米芯片還是有差距的。

具體到光刻機方面,目前我國光刻機的研發水平和生產能力跟國際最先進水平至少差三四代以上。

為了提高我國芯片的製造能力,降低對外依賴程度,保證我國芯片產業的安全,最近幾年我國也大力扶持芯片產業,通過設立芯片產業基金等方式支持一些芯片企業的研發和生產。

而且從目前我國一些研究機構以及芯片企業的實際表現來看,目前我國在光刻機研發方面確實取得了一些積極的成果。

比如2018年8月份,清華大學的研究團隊研發出了雙工作臺光刻機,這使得我國成為全球第二個具備開發雙工作臺光刻機的國家;

此外,中科院光電所也成功研發紫外超分辨光刻機,該光刻機光刻分辨力達到22納米,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10納米級別的芯片;

2019年武漢光電國家研究中心的團隊已經成功研製出9納米光刻技術,該光刻技術使用遠場光學,雕刻最小線寬為9nm的線段,實現了從超分辨率成像到超衍射極限光刻製造的重大創新。

至於未來誰會成為我國高端光刻機解圍的突破者,在這我們不好作出判斷,目前我國有很多跟光刻機有關的企業,他們都有可能成為拓荒者。

比如上海微電子設備公司,其性能最好的是SSA600/200工藝,能夠達到90nm的製程工藝,這是目前我國已經量產的最高技術光刻機,相當於2004年奔四CPU的水平;

比如合肥芯碩半導體有限公司也是國內首家半導體直寫光刻設備製造商,該公司自主研發的ATD4000,已經實現最高200nm的量產。

比如無錫影速,這個公司是由中科院微電子研究所聯合業內資深技術團隊、產業基金共同發起成立的專業微電子裝備高科技企業。該公司已經成功研製用於半導體領域的激光直寫/製版光刻設備,已經實現最高200nm的量產。

但是我認為要實現我國光刻機技術的突破,不能單靠某一個企業勢單力薄的去搞研發,而是要綜合國內的各個企業技術優勢合作研發,這樣才有可能儘快實現技術上的突破。

比如作為全球最先進的光刻機制造商ASML,它也不是完全靠自己的實力發展到今天的,它的背後有全球多個國家和企業的支持,比如由美國企業提供光源設備,由德國企業提供鏡頭等等。

此外包括臺積電,三星,英特爾等一些芯片廠家不僅給ASML提供資金支持,同時也給他提供技術支持。目前一臺EUV7nm納米光刻機由3萬多個零部件構成,這些零部件來自很多國家,也正因為在多個國家的共同努力之下ASML才能夠雄霸天下。

所以我認為想要提高我國光刻機技術水平,縮小跟國際先進水平的差距,我國企業更應該團結在一起,通過合資等方式集中優勢力量,而不是單槍匹馬,這樣才有可能儘快研發出更先進的光刻機來。


鮮事


這個不是開足馬力的問題,而是超精密加工體系技術突破的問題。我們如果像生產口罩一樣技術上毫無難度,自然開足馬力日產一億。但現實是我們目前國內最先進的上海微電子(SMEE)只能拿出90nmCD(關鍵尺寸)的光刻機,樂觀一點也只能在明年拿出28nm的光刻機。


精密加工


全球頂尖EUV光刻機只有荷蘭AMSL能生產,市場佔有率100%,其他廠家(尼康、佳能)已經沒有追趕的可能。我們目前的水平落後10~20年,我樂觀點取15年吧。

這15年間需要國家每年給投資至少500億,並提高待遇留住人才,保證有3000人的研發隊伍專心投入工作。500億是比照ASML去年研發投入4.8億歐元,佔收入的四分之一。3000人研發隊伍是人才梯隊建設和一線研發人員,實際可能需要儲備培養5000人的人才隊伍。

而且ASML 只不過是個總裝廠,整個西方工業為他提供零件,德國蔡司的光學元件、德國的超精密機械加工、美國的光源和計量設備等超過80000個零件。所以要想趕超,就得舉傾國之力15年的投入,或者是另闢蹊徑彎道超車。


荷蘭ASML公司


投資可見加大力度,人才培養技術積累需要的時間就不是一朝一夕了。但是我們不要悲觀,J20出來之前,誰能想到我們一下就擁有了隱身戰鬥機?西方技術封鎖中國不是一年兩年,而是自立國以來從沒有對我們開放過核心技術,那又怎麼樣呢?中國人信奉的就是自力更生、艱苦奮鬥。


光刻機生產車間


這世界從來沒有救世主,能依靠的只有自己。


黑白攻城獅


大概需要10-20年,很多核心部件根本就沒有。而且,現在的體制是沒有什麼公司願意做這個事情,10年沒有產出,哪個投資人願意幹?而且投資都是動輒幾十億幾百億的。整個半導體產業的發展,我國是有重大戰略失誤的。


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