光刻机是芯片制造的关键,现在中国有哪些企业在研究光刻机?
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说到光刻机,我们脑海中第一个跳出来的是阿麦斯(ADSL),可是你不知道的是:经过日本对韩国半导体原材料的禁售,我们豁然发现,原来在芯片制造中,真正实力雄厚的还是日本。这也是为什么当时的美国通过多种手段,将日本的半导体进行层层剥夺的原因,虽是如此,日本的半导体材料品类繁多,高纯度氟化氢、光刻胶和氟化聚酰胺等等,都是不得忽略的半导体原材料;清洗、干燥设备和匀胶显影机仍然占用垄断地位。
在西南证券的统计中,光刻机被荷兰阿斯麦(ASML)和日本的尼康(Nikon)及佳能(Canon)垄断,虽然阿麦斯占据了75.3%,可是也不能忽略尼康和佳能的优势:
实际上,一套晶圆的制造,关键的设备有光刻机、刻蚀机、PVD和CVD等,在刻蚀机上,我们中国的发展还是不错的,早在2018年,就报道称中微半导体设备公司将在2018年底正式敲定5nm刻蚀机,但是我们唯一的遗憾是在光刻机!
其实,中国光刻机虽然发展没有荷兰以及日本的迅速,可是我们却在努力中,我们很熟悉的是上海微电子装备有限公司(SMEE)。目前它有四大系列,分别是200系列光刻机、300系列光刻机、500系列光刻机、600系列光刻机。
以600系列光刻机来说,目前通过使用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术等等,能够制造出90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺需求。确实这方面和阿麦斯还是有差异,但是不可否认,在关键元器件禁运情况下,微电子能够有这么大的收获,实属不易,在今年3月份,微电子今年年底将量产28nmHKC+工艺,在2020年底则将量产14nmFinFET工艺。
另外一个不得不提到的是中科院,根据新华社的报道,中科院的“超分辨光刻装备研制”于2018年11月29日通过验收,它的光刻分辨力达到22nm,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片。
这里的意义在于中科院通过一种新的绕开知识产权壁垒方式,实现一种全新的,技术难度比较高的技术,通过光投影在金属上,通过电子的震动产生电磁波,从而用来光刻,虽然技术难度高,可是要是能够真正的实现,将对于我国有更为长远的影响。
光刻机是芯片生产中不可少的关键设备,而且光刻机的技术门槛极高,整个设备的不同部位***用了世界上最先进的技术,德国的光学设备、美国的计量设备等,可以说是“集人类智慧大成的产物”。
全球最先进的EUV光刻机全球只有荷兰的ASML生产,占据了光刻机市场高达80%的市场。Intel、台积电、三星的光刻机都来自于与ASML。
最顶尖的光刻机不是荷兰一个公司制造的,***了许多国家最先进技术的技术支持,可以说是多个国家国家共同努力的结果,比如德国的光学镜头、美国的计量设备等。ASML将这些来自不同国家的3万多个配件,分为13个系统,需要将误差分散到13个系统,如果德国的光学设备做的不准、美国的光源不准,那么ASML瞬间就是失去了精神。
相较于荷兰、德国、美国等这些国家,我国的芯片制造以及超精密度机械制造方面不具有优势。再加上《瓦森纳协定》的技术封锁,因此,在高端光刻机领域,我国可以收仍然是空白。
上海微电子装备有限公司(SMEE)是我国国内唯一能够做光刻机的企业。上海微电已经量产的光刻机中,性能最好的是SSA600/200工艺,能够达到90nm的制程工艺,相当于2004年奔四CPU的水平。因此,国内晶圆厂所需要的高端光刻机完全依赖进口。
目前,最先进的光刻机是ASML的极紫外光刻(EUV),用于7nm、5nm光刻技术,对于EUV光刻关键技术,国外进行了严重的技术封锁。我国在2017年,多个科研单位合作经过7年的潜心钻研,突破了EUV关键技术。根据相关资料披露,***2030年实现EUV光刻机国产化。
目前有哪些中国企业在研究光刻机?光刻机是一个高精度高复杂集百年工业制造之结晶的一种高科技产品,目前除了荷兰的阿斯麦能够批量生产7nm光刻机之外,基本上再没有任何一家企业有着这样雄厚的技术实力。我国目前也仅有四家企业在研究,并且各自有各自的领域优势。
1、上海微电子装备有限责任公司。上海微电成立于2002年3月,邻近国家集成电路产业基地、国家半导体照明产业基地和国家863信息安全成果产业化(东部)基地等多个国家级基地。该公司自主研发的600系列光刻机,已经实现90nm的量产,目前正在研究65nm的工艺。
2. 合肥芯硕半导体有限公司。合肥芯硕半导体有限公司成立与2006年4月,是国内首家半导体直写光刻设备制造商。该公司自主研发的ATD4000,已经实现最高200nm的量产。不过按照目前最新消息其已经申请破产清算,主要是光刻机对研发的投入资金是在太大,又没有成熟的产品面向市场,终究难免面临倒闭的风险。上海微电子也是通过快速占领光刻后道工艺技术,迅速占领国内80%市场份额,才得以生存。
3. 无锡影速半导体科技有限公司。无锡影速成立于2015年1月,影速公司是由中科院微电子研究所联合业内子资深技术团队、产业基金共同发起成立的专业微电子装备高科技企业。该公司已经成功研制用于半导体领域的激光直写/制版光刻设备,已经实现最高200nm的量产。
4.先腾光电科技有限公司
先腾光电成立于2013年4月,已经实现最高200nm的量产,在2014国际半导体设备及材料展览会上,先腾光电亮出了完全自主知识产权的LED光刻机生产技术,震惊四座。
以上就是目前我国曾经或者现在还在研发光刻机,但是最有实力的还是有国家主导的上海微电子装备有限责任公司,不仅是在人才上还有在资金技术实力上都有着希望将中国的光刻机发扬光大,在未来的光刻领域做出一定的贡献。
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