复旦大学教授:国产光刻机落后ASML20年,事实真的如此吗?

科技铭程 2024-10-18 20:52:04

近日复旦大学政治系沈逸教授在访谈中这样评价国产光刻机:

这个大体上差不多是浸润式的前一代,是干式技术。这个你要是去跟ASML去比,毫无疑问,差不多就是人家10年、20年前的设备水平,这没有什么好避讳的。但问题是这东西是我们花了多长时间,采用了非美工艺和产业生态搞出来的,这就很牛了。

那么事实真的如此吗?

光刻机我们都知道是芯片制造的核心设备,‌ 在芯片制造的所有设备中,光刻机的成本占比达到了24%,其次是刻蚀机的占比约为20%,两种设备合计占比为44%‌。

光刻工艺是芯片制造环节中最复杂、精确度要求最高的工艺,它不仅仅用于曝光光刻胶并图案化,还在先进工艺中需要进行多重曝光,进一步提升了其在芯片制造中的重要性‌。

因此一款精密的、稳定的光刻机尤为重要。

而从统计数据上看,目前全球的光刻机基本都被ASML垄断,还有一小部分被日本尼康、佳能掌控,国产光刻机的市场份额基本为零。

2023年全球光刻机市场份额方面,ASML超过80%,尖端的EUV光刻机达到了100%,中端DUV光刻机市场占有率超过90%。

但凡你要制造28nm以下的芯片,基本都会选择ASML的光刻机,无论是台积电、三星、英特尔这些巨头,还是国内的中芯国际、长江存储、长鑫存储均是如此。

而随着中国芯片的快速发展,美国感到了压力,开始在芯片领域对我们实施围堵,于是一场轰轰烈烈的国产替代开始了。

从芯片设计到芯片制造,再到EDA、最后到了光刻机。

2024年9月9日工信部印发了《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024 年版)》通知,文件中赫然列出了国产光刻机的最新进展。

目录中的“集成电路生产装备”板块列出了氟化氪(KrF)和氟化氩(ArF)光刻机。

这两种光刻机就是深紫外(DUV)光刻机。其中,氟化氩光刻机的核心技术指标为:光源193nm,分辨率≤65nm,套刻≤8nm。

很多网友看到套刻≤8nm时,就认为国产光刻机可以制造8nm芯片了,实际上并非如此。

193nm光源,就是深紫外光,这是光刻机的一个技术分水岭,这项技术诞生于上世纪90年代,距今30年。

分辨率65nm,这与ASML的DUV光刻机34nm分辨率还是有一定差距的。

2007年,ASML推出了第一台浸润式DUV光刻机,把分辨率从65nm干到了36.5nm,之后又更新迭代至了34nm,这个差距还真是20年左右。

套刻≤8nm,这个就有意思了。

套刻说白了就是多重曝光,在不改变光源波长的情况下提高分辨率水平,进而制造出更先进的芯片。

台积电就曾使用该技术,利用浸入式DUV光刻机(1980Di型)为华为制造出了麒麟990芯片,这款芯片是7nm工艺。

那么是不是这也意味着,我们使用国产光刻机,在多重曝光后,也可以制造出麒麟990芯片呢?理论上是这样的,但实际上因为良品率过低,导致成本过高,根本无法商用。

也就是说套刻≤8nm在公开数据来看,只是技术参数,并非量产数据。

而只从193nm光源、65nm分辨率看,工信部9月份宣布的就是一款干式光刻机,能够量产65nm芯片,相当于ASML 20年前的水平。

复旦大学政治系沈逸教授说的话,也是合理的。

但是,按照中国的惯例,一旦公开某项技术,这说明这项技术不是最先进的。

我们总是公布一代、测试一代、研发一代、规划一代。我们敢于公布65nm干式光刻机,也就说明28nm光刻机已经在测试,甚至测试结束了,EUV光刻机也在研发中,并且攻克了部分关键技术。

High NA EUV光刻机,也就是高数值孔径EUV光刻机,用于制造2nm以下芯片,也已经规划了。

不要看ASML跑的远,但是论跑得快,中国说第二,没人敢说第一。

就拿我们最不擅长的人均GDP来说,美国从5000美元增长至1万美元用了9年(1969-1978),最近火上天的以色列也用了9年。

德国用了6年,日本、法国用了5年,英国用了2年。

但是这几个国家总人口不足中国的一半(美国3.3亿人口、德国8300万人口、日本1.26亿、法国6700万、英国6700万,合计6.73亿)

而我国用了8年时间,近14亿人口跨过这一关,已经是相当的快了,换成任何一个国家都做不到这个成绩。

而在其他方面,中国发展速度更是超乎你的想象!

一分钟,36家公司注册、55辆汽车下线、超1000人搭载飞机、电影票房超10万元;

一小时,建造500米高铁、处理600万件快递、生产1.5亿斤粮食、贸易额超5亿美元、GDP超百亿元;

70年,GDP增长170倍、工业产值增长970倍。人均寿命增加42岁,7亿人摆脱贫困。

那么,现在中国已经实现65nm光刻机的商用了,要用多长时间实现28nm光刻机商用呢?又用多久制造出EUV光刻机呢?3年?还是5年?还是10年?

在中国速度的加持下,国产光刻机的研发速度要比ASML快很多,也许就在明天工信部就会官宣28nm光刻机,落后ASML20年的历史就改写了。

除了速度以外,国产光刻机的自主性是ASML无法达到的。

因为打压限制,国产光刻机的自主性几乎就是100%,这是毫无疑问的。

而ASML不同,虽然其垄断了EUV光刻机,但是它也是只是一个组装大厂,只掌握了10%的核心技术。

剩余的90%技术来自美国、德国、法国、日本、以及中国台湾等,光是海外供应商就达到了近4000家,其中还包括大陆的部分厂家。

你比如说德国蔡司的镜头、德国通快的激光器、法国的精密轴承,这些东西荷兰可能一辈子都搞不出来,所以只要海外一断供,ASML也要歇菜。

而中国的光刻机,是全球唯一一家,凭借自己的硬实力打造出来的,这一点恐怕美国也做不到。

总的来说,国产光刻机落后ASML 20年,这是仅凭工信部公开的数据来看的,那没有公开的数据到底有多强,我们都不知道。

而且,中国的光刻机是凭一己之力搞出来的,而ASML则是集合了全球的零部件,这也是ASML无法决定卖给谁什么类型的光刻机的主要原因。

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