03.02 中国公司买来了光刻机,对芯片行业将带来什么影响?

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光刻机作为工业制造之花,已经是真正高科技的象征,这个设备非常精密,没有他芯片几乎是制造不出来的。简单来说,光刻机把获得的单一光源,通过把电脑上的芯片逻辑‘与或非’门级电路图的影像,不断的进行聚光, 最后形成一个点,聚光到硅晶圆上,对硅片进行烧录,最后在硅片上形成和电脑上的逻辑电路影像一样的图案,这个图案的每个线路最小是在5纳米左右,这个图案就是硅晶圆的逻辑电路,多个硅晶圆叠加在一起,便可以形成芯片。只有光刻机发出的光,才可以在这么小的纳米级的范围内进行任意织出自己想要的电路图。所以有人说,光刻机是芯片之母,是工业之花。

中国买来了光刻机,对芯片行业的发展可以说是质的飞越。目前我国能做的芯片电路应是50纳米的范围,国际上已经是5纳米,尺度越小,同样大小的硅片上能够生成的晶体管就会越多。

光刻机

在同样的一块大小的芯片上,国际上比如IBM公司,Intel公司一般都比我们国家芯片的性能高,原因就是我们没有特别精准的光刻机。如果国外公司,比如ASML(阿斯麦)的EUV光刻机如果能出售到我国,那么我国同样可以生产出和国际上一样先进的芯片来。这个是完全可以实现的。关键是截止到目前,ASML(阿斯麦)公司还被美国IBM,Intel这类公司控制着,他们是不允许该公司把光刻机出口到我国,当然这是以前的做法,目前是否能出口到我国,也许经过商务谈判,是有这种可能的,不过要花去大量的外汇,估计要用100亿件寸衫换取。

很多人不解,光刻机真的如此重要吗,我们国家就不能‘大炼一下钢铁’,在此我想说的是,不能。原因是光刻机的很多零配件来自日本,德国,英国,美国等发达资本主义国家,这种设备到目前也不能由那一个国家生产,或哪一个企业完全研制生产。我们国家还没有完全掌握光刻机的所有技术。最主要的原因是市场容量比较小,没有利润,一般企业不愿投入研制。科技发展到这个地步,已经是国际化大分工了,仅靠一腔热情,就要把光刻机研制的非常完善,也是很不容易的事情,不是科学的态度。这是一个国际化分工非常细的机械设备。不能,也没必要完全自己研制。

如果,我们能够采购到ASML(阿斯麦)的EUV光刻机(忘了说了,世界上光刻机做的比较好的就独 此一家公司),那么我们可以分分钟秒杀Intel,高通这些芯片巨头。甚至苹果公司总部都会设在中国。如果能够采购到ASML(阿斯麦)的EUV光刻机,那么同样是可以生产出5甚至是3纳米的硅晶圆。

在芯片技术方面,我们更具有人才优势,要知道无论在IBM,Intel,高通公司,在做芯片研发的几乎都是华人或华侨,偶尔有几个印度人。这些人很多都有归国效力的愿望。那么如果他们也回到国内,既有人才优势,也有设备优势,分分钟秒杀国外芯片巨头。

整个国家也会形成芯片热。到那时,所有的电子设备价格将会及其低廉,一台电脑的价格不会超过50元人民币,一台手机价格不会超过10元人民币。一块芯片不会超过1元人民币,因此如果我们能够自主生产出3-5纳米的芯片,整个国家的芯片行业可以是一个新的经济增长点。GDP也可拉动100万亿市场。

现在国内芯片市场价格:RFID芯片就是芯片的一种,因国内可以完全生产,所以这种芯片国内市场价格是1分钱2块。EPROM是一种存储器,现在国内市场价格是2元人民币。我们手上的交通IC卡10元一张,其实它们本身就是台电脑,之所以便宜都是因为,我国就能生产的缘故。而手机芯片,电脑芯片要求的技术更高,暂时国内因不能生产,上述两种芯片最便宜的也要500元人民币。价格相差1千倍。所以如果我们国家能够生产电脑芯片,整个电脑价格将下降1000倍,原来1万元的电脑。现在只要10元钱就可以买到,5万元的电脑现在只要50元钱。如果是这样的话,IPV6就完全可以实现了,芯片就可以到处普及,甚至吃饭的筷子上都可以绑个芯片来帮助我们自动夹菜。芯片行业将引来爆发式增长。


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最近据报道称中芯国际(SMIC)已从荷兰ASML订购一套极紫外光刻(EUV)设备,价值1.2亿美金,而长江存储的首台光刻机同样来自ASML,为193nm浸润式光刻机,售价7200万美元,约人民币4.6亿元,用于14nm~20nm工艺。先进的光刻机作为制造芯片的重要设备,对于提升芯片的制程和工艺起着决定作用,中国公司购进先进的光刻机设备,将极大的提升中国芯片的工艺和制程,促进先进芯片的生产制造进程。另外也需要看到我国芯片厂商在芯片设计、芯片制造的整体水平和市场方面和国际芯片巨头相比差距较大,而这些并非简单进口先进光刻机设备所能解决的。

进口先进光刻机快速提升芯片厂商的芯片制造工艺和制程

应该说中国芯片制造厂商的工艺和制程同国际芯片巨头的差距较大,很大一部分原因就是没有先进的光刻设备,进口先进光刻机可以有效提升国产芯片制造商的芯片工艺和制程。

进口先进光刻机可以提升芯片厂商的运营效率

国内芯片厂商因原有的光刻机产品存在瓶颈,只能生产制造一些工艺和制程较落后的芯片产品,对于芯片客户的吸引力不足,而生产的芯片产品的市场竞争也不足,而进口先进的光刻机,提升芯片制造的工艺和制程,可吸引更多的客户,而且自产或代工的芯片产品竞争力也将大大提升,整体的运营效率也将大幅提升。


短期内无法从根本上改变国产芯片制造的落后局面

虽然进口先进光刻机,可以提升芯片厂商的工艺和制程,但是应该看到光刻只是芯片制造中的一个主要环节,而在其他重要工序方面,国内芯片厂商和世界先进水平差距仍然很大,另外国内的芯片设计、芯片封装等核心技术还是比较落后,所以进口先进光刻机短期内无法从根本改变国产芯片的落后局面,但是长期看通过单点突破,有点带面,对于国产芯片的长期发展还是很有意义的。

整体而言进口先进光刻机可以快速提升国内芯片厂商的制程和工艺,提升运营效率,但是由于目前芯片的光刻只是芯片制造的其中一个重要环节,并非全部,另外芯片产业的发展需要上游芯片设计、下游的芯片测试、终端厂商等协同发展,所以短期内无法改变中国芯片制造的落后局面。发展芯片制造业,除了引进先进的设备和技术,更多的还是对于先进技术的消化吸收,只有真有才能真正促进中国芯片行业的发展。


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光刻机是芯片的“魂”,而我国在芯片领域发展进度之所缓慢,主要原因是因为高精度光刻机对中国的禁售。

一.那么光刻机是什么?光刻机是世界工业体系百年积累的结晶,整个机器需要三万余个零件,每一个零件都不能有丝毫偏差,一点点的偏差都会对光刻机的电路产生影响。是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备,可以说是半导体芯片之魂。光刻机的精度直接决定了芯片的制程,只有最先进的 EUV 光刻机才能生产 7nm 芯片,此外,最先进的各种传感器的制造也离不开光刻机。

二.导体芯片制造是一个巨大的产业链,而光刻机是其中的一环,也是技术难度极高的一环。为什么台湾的台积电,韩国的三星的芯片产业如此发达?没错!因为它们是ASML的股东,据了解,世界上的高端光刻机都被荷兰的 ASML 一家垄断,每年的产能只有十二台。目前,国内研发光刻机的机构不少于5家,但拿不到光刻机的原件,想要“模仿”都不可能。

在全民炒“芯”的热潮下,中国花费了1.2亿欧元购买光刻机。这也意味着中国在芯片的技术,人才,设备上都会更进一步。希望中国的芯片能够发展起来,能够摆脱对外国的依赖,这样能够节省大量的资金,毕竟中国进口芯片的金额超过石油了,甚至都超过了军费一年的开支。


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光刻机是芯片生产的必须且不可替代的工具,光刻机本身就是用光将数据烧纸到芯片上,对芯片制造商来说,光刻机是核心的设备。如果没有最新的光刻机,就不能生产最小的芯片。


一、asml垄断了光刻机

荷兰的asml垄断了高端光刻机市场,全球80%的高端光刻机都是他生产的,2017年销售了近200台,最贵的euv光刻机价格高达1亿欧元。

所以现在无论是苹果,三星,台积电,用的生产芯片的设备都是asml的,华为的芯片也一样。

二、卖给中国光刻机的影响

之前,由于asml和高通公司等的合作,asml的最新光刻机是不允许被销售中国的,只有被淘汰或者二手的光刻机才能卖给中国。

但是在今年asml开放了销售最新的euv光刻机也卖到了中国,这意味着我国的厂商和代工厂可以直接购买最新的光刻机,这对于我国芯片半导体有了非常大的技术提升,也可以自己生产,整个行业的发展都会加速起来。

但是我国的芯片整体还是依赖于高通,台积电等厂商,还差的很远呢。

你认为华为的芯片什么时候能超过苹果?


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影响肯定是很深远的,我们终于能大规模生产芯片了,至少部分领域不会再受到束缚。但眼下看不到太大的影响,至少要三年以后才能知道,因为芯片工厂不是这么容易就建立起来的。

实际上,我国的光刻机技术是很落后的,目前我们的光刻机只能生产出65nm工艺,而英特尔早在10年前就淘汰了65nm工艺。因此,我们只能买。

我很想不通为什么有这么多人带节奏,一个光刻机真的能解决我国芯片落后的现实吗?我认为是不能的。都说不卖给我们光刻机,那么中芯国际的28nm是怎么大规模量产的?

目前主流的光刻机根本就不是EUV极紫外线光刻机,而是DUV深紫外线光刻机。英特尔的10nm,台积电的第一代7nm都是用DUV光刻机制造的。换句话说,在EUV光刻机的使用上,我们并没有落后多少,因为英特尔到现在也没有EUV光刻机!

由于EUV光刻机的生产难度和成本都非常大,导致ASML2017年仅出货12台,这其中包括三星的6台和台积电的5台,单价在1.1亿美元左右。很多人都认为我国受到了《瓦森纳协议》的限制,只能买到中低端产品,甚至还有人认为,台积电、三星等在制程上之所以大幅领先中芯国际,主要是因为ASML最先进的光刻机对大陆禁售。



可有几个人想过这些问题,EUV光刻机才问世多久?EUV光刻机从下订单到交货有多长时间?ASML为什么要先卖给我们,而不是他们的股东三星,英特尔和台积电。台积电和三星一年给晶圆厂投资了多少钱,而中芯国际又投资了多少?英特尔什么时候开始经营晶圆厂而我们又是什么时候?

EUV光刻机就好比一个高端机床,没有它是不可行的,但有了它也没法立刻追上国际先进水平,毕竟此前我们落后的太多了。举个例子,我们现在最先进的处理器工艺大概只相当于英特尔2009年的水平。


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需要弄清楚一点的是,中芯国际购买荷兰ASML的EUV光刻机的交易虽达成一致,但尚未完成交付,预计到2019年才能实现。

据荷兰方向称,向中国企业出口EUV光刻机,并不违反“瓦森纳协定”,即《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定》。该协定规定成员国自行决定是否发放敏感产品和技术的出口许可证,并相互通报信息。但实际操作过程中,仍由美国主导。如其不点头,交易还很难达成。所以不排除交易还会出现意外,比如在美压力下,荷兰企业以产能压力为由反悔等。

但如果能够交付中国实用,这台机器将成为中国首台能够生产7nm以下的最先进的光刻机。中国芯片制造行业的实力将大大提升。

两台机器的价格达到了1.2亿美元,这相当于中芯国际去年利润。很贵,但的确很值得。目前ASML公司一年的产量才20台左右,主要客户包括英特尔、台积电等芯片企业。能够获得一台宝贵的光刻机,可以大大缩短中国芯片制造行业的追赶成本,凸显中国的自主决心。

同时必须看到,半导体行业的上游芯片企业,包括芯片设计、芯片制造、芯片封测等步骤。仅在芯片制造环节的生产工艺进步,还不够,但却是关键的环节之一。中国还需要在各个环节付出巨大的努力。

顺便提一句,在欧美在地区热点问题、经贸问题等分歧不断增多的背景下,中欧半导体领域的合作具有广阔发展前景。我们也需要半导体上游产品进口的多元化,引进欧洲技术,平衡对美国的过度依赖。这对我国芯片行业的发展是一大利好!抓住机遇,不断努力吧!


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题主问的应该是中芯国际从ASML订购的EUV光刻机的事儿。光刻机其实国内已有厂家生产,上海微电子装备(集团)股份有限公司(简称“SMEE”)早就可以生产,只是不是EUV光刻机。

EUV是极紫外光的英文缩写。我们知道,光源根据波长划分,可分为:

可见光:g线:436nm

紫外光(UV),i线:365nm

深紫外光(DUV),KrF 准分子激光:248 nm, ArF 准分子激光:193 nm

极紫外光(EUV),10 ~ 15 nm

光刻机的在芯片工业上主要是用来做芯片刻蚀用的,整个光刻工艺包硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。光刻机是决定芯片制程的最关键设备,现在最先进的芯片制程掌握在台积电、三星和Intel三家手里,基本都做到10nm,都在进军7nm。这个尺度的光刻工艺只有EUV能满足,这三家也基本上用的是ASML的光刻机。

但是,先进的制程不是说光有光刻机就行,这里面包含的是一整套从材料到工艺的复杂技术,包括如EUV光刻胶、掩膜、pellicle、检测设备等。三星、台积电和Intel用的光刻机是一样的,但是效果依然有区别,一般认为Intel依然是最领先的,虽然三星和台积电号称更先进。据说联发科和高通的人反映,台积电的16nmFinFET和三星的14nmFinFET工艺仅是相当于Intel的20nm工艺;台积电的10nm、7nm工艺则分别相当于Intel的12nm、10nm工艺,Intel在10nm工艺上依然领先台积电一个世代。

所以,即使中芯国际有了EUV光刻机,也还不能说就一定能实现10nm和7nm制程,这里面还有很多的know-how需要掌握,并不是一蹴而就的事。

关于这次ASML接受中国厂家的订单而不顾瓦森纳协议的限制,有人认为是荷兰厂家不顾美国的禁令限制中国,把这看成是外交的胜利。其实,更可能的原因是因为长春光机所的EUV光刻技术获得了突破。2017年6月21日,“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项(02专项)实施管理办公室组织专家在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所召开了“极紫外光刻关键技术研究”项目验收会,项目通过验收,说明中国在EUV光刻机研发上取得关键性的突破。关键核心技术是买不来的,但是,如果你做出来了,甚至你仅仅证明了你能做出来,所谓的瓦森纳协议就都不是问题了,这跟外交没什么关系。看到上海微电子装备(集团)股份有限公司(SMEE)的光刻机做的也不错,ASML就放低身段,在2017年3月14日开幕的SEMICON China 2017上宣布与SMEE 签署战略合作备忘录。这这都充分说明了中国芯片产业最终还是要靠自己的创新突破。


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中芯国际向荷兰ASML进口EUV光刻机意味着中国终于有能力进军7nm及以下的芯片制造工艺,换句话说,中芯国际已经有了和Intel、三星、台积电叫板的硬件实力。


芯片行业是一个涵盖知识产权、设计、制造、封装、测试等环节的超长产业链。在芯片制造领域,由于中国自主生产的光刻机目前只能达到90nm-65nm的工艺水平,并且光刻机进口长期受到美国主导的瓦森纳协议的制约,导致中国的晶圆厂有钱也买不到最先进的设备,只能采购别人淘汰的二手光刻机用于生产。中芯国际目前的制造工艺处于28nm-14nm阶段,和台积电等一线晶圆厂有5年以上的差距,这对于日新月异的芯片制造行业来说是一个巨大的鸿沟。


而这次买到的EUV光刻机是ASML目前最先进的设备,主攻7nm及以下的芯片制造工艺。中芯国际能够进口EUV光刻机意味着在硬件上中国已经和其他的一线晶圆厂站在了统一起跑线上。


当然,光刻机并非芯片制造的全部,配套的技术、人员的经验和整个生产线上的磨合也需要一定的时间。但是解决了最大的光刻机问题以后,这些对于中国人来说也只是时间的问题。


至于为什么ASML愿意把光刻机卖给我们,我在其它的回答中已经有过说明,这是因为我们自主研发的EUV光刻技术有了突破。美帝的套路永远是这样,我们没有研发出来之前进行技术封锁,我们的技术有了突破则为了获得商业利益就开卖。


所以也没必要感谢谁,一切都是国家利益的博弈和商业竞争,最终还是要靠自己的拳头够硬才能换来商业和技术上的平等地位。



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芯片是电子产品所必不可少的组件,芯片制造商要想成功地制造出芯片来,必须用到光刻机。对芯片制造商来说,光刻机就是核心的生产设备。

光刻机被称为“人类最精密复杂的机器”,制造光刻机更被比作是在微观世界里“造房子”——成像系统由几十个直径为200~300毫米的透镜组成,定位精度都是纳米级。微米级的瞬时传输控制技术,犹如两架空客以1000/小时公里同步高速运动,在瞬间对接穿针引线。

作为集成电路制造过程中最核心的设备,光刻机至关重要,芯片厂商想要提升工艺制程,没有它万万不行,中国半导体工艺为啥提升不上去,光刻机被禁售是一个主要因素。

去年,媒体就有报道,ASML(阿斯麦)将向国内企业出售首台EUV光刻机。

现在,国内企业将有先进的光刻机,在芯片制造方面可以大踏步的赶上世界一流水平。

但是,我们国内的光刻机水平与国际的先进水平差距还很大,要真正实现技术核心自主创新,还需要相关的设备创新再上新台阶。


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芯片事件自发酵至今已有不少时日。通过此次的事件给了我们一个警醒,科技强也是国强的重要组成因素,自此之后,不少企业都纷纷加入了自主造芯的大工程中。这其中包括阿里巴巴、格力、华为等企业。小妹认为芯片技术并不是遥不可及的外星技术,而是人类科技发展到了一定程度,智慧的高度结晶,每一次的突破都有它内在的逻辑。通过今年的芯片事件,大家清晰的意识到芯片是整个电子制造业发展的基础,甚至未来中国高端制造业其中重要的基础产业。就在近日,武汉天河机场迎来了一箱比黄金还要贵重的进口设备!是什么呢?

是一台光刻机!所谓的光刻机(又称曝光机)是生产大规模集成电路的核心设备,对芯片工艺有着决定性的影响。可谓是造芯过程中必不可少的设备!这台光刻机价值高达7200万美元,约合人民币4.6亿元。是由长江存储从荷兰阿斯麦(ASML)公司订购的。另外,中芯国际也向阿斯麦下单了一台价值高达1.2亿美元的EUV(极紫外线)光刻机。这台机器预计将于2019年初交货。

在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。目前,光刻机领域的龙头老大是荷兰阿斯麦,并已经占据了高达90%的市场份额,垄断了高端光刻机市场。日本尼康在高端光刻机上完全被阿斯麦击败,即便尼康的ArF光刻机售价仅仅不到阿斯麦的一半也无补于事。Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都是买自阿斯麦,格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机主要也是来自阿斯麦。

如今,中国两家企业先后订购了两台高端光刻机,总价值约12.3亿元人民币。据报道,阿斯麦公司有关人士否认有媒体关于“高端光刻机对中国大陆禁运”的传闻,强调对中国大陆客户一视同仁。而此次,长江存储订购的这台光刻机采用193nm沉浸式设计,可生产20-14nm工艺的3D NAND闪存晶圆,售价达7200万美元,约合人民币4.6亿元。

目前,该机已经运抵武汉天河机场,相关入境手续办理完毕后,即可运至长江存储的工厂。

根据官网资料,2016年底,国家存储器基地项目(一期)一号生产和动力厂房在武汉正式开工建设,2017年9月底提前封顶,2018年4月5日首批价值400万美元的精密仪器进场安装。目前,长江存储拥有完全自主知识产权的32层堆叠3D NAND闪存已经开始试产,不少产业链企业都拿到了样片测试,预计今年第四季度量产。同时,长江存储还在推进64层堆叠3D闪存,力争2019年底实现规模量产,将与世界领先水平差距缩短到2年之内。而对于现在来说,资本最爱追逐的已经转变为AI芯片领域,资本对半导体芯片的热情被AI技术彻底点燃。在创业公司未真正打开市场的情况下,AI芯片初创企业已经诞生了不少的独角兽,多笔融资已经超过亿元。

AI目前芯片大致的分类:从应用场景角度看,AI芯片主要有两个方向,一个是在数据中心部署的云端,一个是在消费者终端部署的终端。从功能角度看,AI芯片主要做两个事情,一是Training(训练),二是Inference(推理)。华为的麒麟970便是最早将AI处理单元引入到终端产品的芯片,其中该芯片中的AI核心,是由AI芯片创业公司寒武纪提供的IP(知识产权)。该芯片的引入,可以帮助华为手机在终端完成一些特定的AI应用,比如高效的人脸检测,相片的色彩美化等。

此后,苹果,三星都宣布了在其处理器中引入相应的AI处理单元,提升手机终端的AI应用能力。

在终端上,由于目前还没有一统天下的事实标准,芯片厂商可以说是八仙过海各显神通。

芯片产业是一个资金密集型的产业,无论是研发,还是后期的生产,都要求极高的资金投入。如果产品没有办法规模化,将无法消化前期的高额开销,将企业拖入亏损的泥潭。小妹认为,通过中国企业不断的加强技术实力的提升,从购买到目前世界最先进的EUV光刻机可以看出其努力追赶优秀芯片制造企业的决心是坚定的。而其他的AI芯片创业者们,正在用他们认为可行的方式,探索着行业的各种可能,虽然我们知道在最后,绝大多数的尝试都将失败,但这些失败将成为推动整个产业发展的动力,将技术快速转化成真正的应用,推动社会的发展。


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