都为国产光刻机的到来而高兴,我要开始泼冷水了,跟国外差距很大

谈数码过千里 2024-09-16 15:10:32
前沿导读

近日,中国的国产光刻机信息在国家官方媒体平台上架。其产品命名为:氟化氩光刻机,是DUV光刻机的一种,采用了干式的光刻技术,可以通过一次曝光进行65nm工艺的产品制造,经过多曝光,可以达到8nm左右工艺的水平。

如果将这个产品与国际上面的产品相比,相当于日本企业和荷兰企业20年前的产品水平。虽然落后,但是这对于现在的中国来说,已经是国内能达到的最高水平了。

干式技术和浸润式技术

现在光刻机的市场分为三种技术:干式、浸润式、极紫外线。

干式和浸润式都属于DUV光刻机技术,极紫外线属于EUV光刻机技术。

当年干式技术的领军企业就是日本的佳能和尼康,荷兰的asml还属于小企业,在技术水平和企业规模上面完全比不了这两个日本的国际巨头。当时干式技术的波长在193nm,想要继续推进到下一个技术节点,必须要缩短波长,佳能、尼康、asml都被卡在了这一步上面。

台积电有个副总裁叫林本坚,他是主攻光学领域技术出身的工程师。在光刻技术进入瓶颈期之后,林本坚采用逆向思维,既然无法直接解决光源的问题,那么我们就从光源照射之后进行技术改革。

他选择用水作为介质,加入到设备当中。光源进入水中之后,会进行折射,折射之后的光源要比直接照射的光源波长更短,可以缩短到134nm,这样就直接解决了技术瓶颈的问题。

他将这项技术命名为浸润式微影技术,也就是后来DUV光刻机的核心技术理念,也是asml甩开佳能和尼康的关键技术节点。

当时林本坚拿着新技术去找美国、日本、德国的一些企业寻求合作,但是这些大企业很谨慎,对他的新技术并不是太认可。这些大企业觉得整个行业都解决不了的问题,他一个小工程师怎么可能有办法解决,他的技术方案一定是夸大其词的。

但是台积电内部对他的技术很是认可,张忠谋想尽办法给他找企业进行合作,推动新技术的落地。

最终荷兰的asml选择与台积电合作,采用林本坚的新技术打造产品。

一年之后,asml的全新浸润式光刻机诞生,并且直接投入商业市场使用。

而老牌的大厂尼康,还是选择走之前的老路线,联合美国硅谷的技术部门,对光源以及设备材料进行革新。不但光源需要重新测试,光刻胶等配套的材料也要全部推倒重来,工程量很大。

在asml的浸润式光刻机投入使用之后,尼康157nm波长的光刻机才姗姗来迟。技术的差距已经决定了历史的进程,asml的浸润式光刻机不但技术水平先进,而且产品的良品率以及交付的市场效果也很不错。

哪怕是英特尔、IBM这些IDM产业模式的国际巨头,也会将自家的产品订单优先拉到asml光刻机的生产线上。台积电也跟着沾了光,作为asml的最初合伙人,新产品推出之后,都是优先供应台积电,随后是英特尔、三星、IBM这些企业。

未来的发展方向

中国公布的这台光刻机虽然是干式的技术,但是这个产品已经是我们能达到的最高水平了。如果要继续缩短与国外的产品差距,有三种技术方法:

1、找寻新介质

2、想办法绕过林本坚和台积电的技术专利

3、越级发展极紫外线设备

第一种方法相当于开创一个全新的技术手段,而且找到新介质之后,产品效率以及良品率都还需要很长时间进行验证之后,才可以推入消费市场。如果达不到量产的指标,就需要重新进行技术优化,还有可能会推倒重来。

第二种方法难度较高,毕竟台积电的光学专利到现在已经将近20年的时间了,技术壁垒相当深厚。想要避开他们的专利,就要在技术上面直接进行革新,这就需要专业的技术团队进行技术攻关,而且技术团队的水平需要行业顶尖,不然只能是浪费时间。

第三种方法的技术难度极高,而且也是成功率最小的方法。极紫外线光刻机不但要技术,还要上下游供应链的协同。

中微半导体的董事长尹志尧曾经讲过,集成电路我们讲的是集成两个字,这就需要全世界各企业的合作发展,哪怕是强如美国,也不可能用一国之力打造出光刻机这种高端的产品。

我们可以完成极紫外线技术当中的某个环节,但是能否将这个技术应用到产品当中推入消费市场,是另一回事。

比如长春光机所,在光学系统领域有着极高的技术研发能力。

2002年完成了第一套EUV光刻原理装置的研发,将EUV技术进行了贯通。

2016年宣布完成了EUV光学曝光的技术工作台,完成了极紫外线整套曝光装置的技术测试。

目前我们掌握的还都是某个环节的技术替代,无法将全部的产品技术去欧美化。

日本企业占据着集成电路材料70%的市场份额,甚至日本的东京电子靠着给全球半导体行业供应设备材料,将企业规模做到了整个行业全球第三的位置,仅次于荷兰的asml和美国的应用材料。

我们能在美国的压制之下搞出干式的光刻设备,这已经相当不容易了,甚至可以说是超水平发挥。对我们来说,这个技术很先进,但是在国际层面来说,我们还是很落后。

0 阅读:1

谈数码过千里

简介:感谢大家的关注