国产光刻机与荷兰ASML光刻机的具体差距有哪些?

作者:电工吧 日期:2020-06-30 21:37:59 人气: 栏目:行业研究

  当美国断供我们的芯片时,我们有华为,展讯,紫光,中芯微;当美国限制台积电不给我们代工芯片时,我们还有中芯国际可以顶一顶,虽然工艺落后了一点;当美国限制ASML的光刻机卖给我们时,我们束手手策。光刻机,是我们芯片产业中最大的痛!那么,国产光刻机与荷兰ASML光刻机,究竟有多少差距?

国产光刻机与荷兰ASML光刻机的具体差距有哪些?(图1)

  如果没有芯片,就制造不出手机;而如果没有光刻机,就制造不出芯片;说起光刻机,可能很多人都不知道是什么东西。其实,光刻机就是制造芯片的机器设备,如果没有光刻机,就无法生产芯片。

  在工业领域中,最难做的事情并不是设计芯片,而是制造芯片。关于芯片设计的研究,全球多不胜数,有ARM,x86等大量架构可用,即便重新研发一个芯片架构也不算太难,例如RISC开源架构的初始研发团队就只有几十个人。而芯片制造就不同了,要把数十亿晶体管集成在一块几毫米的芯片中,需要集成全球几乎所有的高端设备技术以及相关人才。

  光刻机是芯片制造最为重要的设备之一,被称为现代光学工业之花,制造难度非常大,全世界只有少数几家公司能够制造,其售价高达7000万美金。光刻机需要经历很多复杂的工艺过程,包括试验台、曝光台、激光器、光束校正器、能量控制器、光束形状设定等,每一道工序都必须精益求精,需要上百个零件支撑操作,可以说是极其精确。

国产光刻机与荷兰ASML光刻机的具体差距有哪些?(图2)

  目前,拥有世界上最先进光刻机的公司是荷兰的ASML(阿斯迈尔)公司,该公司垄断平版印刷机,占据全球90%的市场份额。荷兰的ASML确实不是一般的企业,早在2007年以前,在光刻机领域,尼康、佳能就是当时的王者,ASML则是不入流的跟随者,ASML跟在尼康、佳能后面,徘徊了20年。

  随后,ASML抓住了台积电的“浸润式微影”技术,双方一拍即合,就这样,光刻机领域的霸主移位了,从此,尼康、佳能则是在光刻机市场一败涂地,ASML则成为了现在半导体制造设备的绝对龙头,尤其是在光刻机方面,更是无人敢与之争锋。荷兰的ASML公司几乎垄断了全世界高端光刻机市场,而以中国目前的技术,只能制造中低端芯片,如果想要制造高端芯片,必须使用ASML的光刻机。

国产光刻机与荷兰ASML光刻机的具体差距有哪些?(图3)

  虽然在美国的打压下,华为已经具备了芯片的自研和开发能力,也已经提前买断了ARM的无限期使用权限,但所有人都看到,一旦台积电拒绝为华为代工,华为的高端芯片业务将中断。ASML公司垄断了全世界的高端光刻机,中国一直以来都想掌握光刻机技术,但是上海微电子经过17年的努力,才造出90纳米的光刻机,这已经十分不容易了,这可是0的突破。

那么,国产光刻机与荷兰ASML光刻机,究竟有多少差距?

  光刻机包含13个分系统,3万个机械件,200多个传感器。有顶级的镜头和光源,没极致的机械精度,也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台,一个载底片,一个载胶片。两者需始终同步,误差在2纳米以下,要知道一根头发直径有6万纳米。1毫米=1百万纳米,所以光刻机的精度要求几乎是普通机床的百万倍。目前ASML现在又要进击了,目标:1纳米!

国产光刻机与荷兰ASML光刻机的具体差距有哪些?(图4)

  而反观国内,由于起步较晚,上海微电子装备公司在起步晚、技术薄弱的情况,还是研发生产了90纳米制程的光刻机。近期更是迎来了研发生产出22纳米的光刻机,代表国产光刻机的最高技术。虽然和ASML在技术上还有很大的差距,但是只要行动起来,有一群甘心研发的人,总会有赶超的那一天。你觉得呢?


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