03.03 光刻機是芯片製造的關鍵,現在中國有哪些企業在研究光刻機?

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上海微電子(SMEE)是國內光刻機龍頭,於2002 年在上海成立;2008年11月,十五光刻機重大科技專項通過了國家科技部組織的驗收;2009年12月首臺先進封裝光刻機產品SSB500/10A交付用戶。2018年5月11日,SMEE第100臺國產高端光刻機交付產線。公司產品廣泛應用於集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED、Power Devices等製造領域。


全球行業觀察


目前有哪些中國企業在研究光刻機?光刻機是一個高精度高複雜集百年工業製造之結晶的一種高科技產品,目前除了荷蘭的阿斯麥能夠批量生產7nm光刻機之外,基本上再沒有任何一家企業有著這樣雄厚的技術實力。我國目前也僅有四家企業在研究,並且各自有各自的領域優勢。

1、上海微電子裝備有限責任公司。上海微電成立於2002年3月,鄰近國家集成電路產業基地、國家半導體照明產業基地和國家863信息安全成果產業化(東部)基地等多個國家級基地。該公司自主研發的600系列光刻機,已經實現90nm的量產,目前正在研究65nm的工藝。

2. 合肥芯碩半導體有限公司。合肥芯碩半導體有限公司成立與2006年4月,是國內首家半導體直寫光刻設備製造商。該公司自主研發的ATD4000,已經實現最高200nm的量產。不過按照目前最新消息其已經申請破產清算,主要是光刻機對研發的投入資金是在太大,又沒有成熟的產品面向市場,終究難免面臨倒閉的風險。上海微電子也是通過快速佔領光刻後道工藝技術,迅速佔領國內80%市場份額,才得以生存。

3. 無錫影速半導體科技有限公司。無錫影速成立於2015年1月,影速公司是由中科院微電子研究所聯合業內子資深技術團隊、產業基金共同發起成立的專業微電子裝備高科技企業。該公司已經成功研製用於半導體領域的激光直寫/製版光刻設備,已經實現最高200nm的量產。

4.先騰光電科技有限公司

先騰光電成立於2013年4月,已經實現最高200nm的量產,在2014國際半導體設備及材料展覽會上,先騰光電亮出了完全自主知識產權的LED光刻機生產技術,震驚四座。

以上就是目前我國曾經或者現在還在研發光刻機,但是最有實力的還是有國家主導的上海微電子裝備有限責任公司,不僅是在人才上還有在資金技術實力上都有著希望將中國的光刻機發揚光大,在未來的光刻領域做出一定的貢獻。


程序小崔


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最先進的光刻機是阿麥斯,核心技術卻在日本!

說到光刻機,我們腦海中第一個跳出來的是阿麥斯(ADSL),可是你不知道的是:經過日本對韓國半導體原材料的禁售,我們豁然發現,原來在芯片製造中,真正實力雄厚的還是日本。這也是為什麼當時的美國通過多種手段,將日本的半導體進行層層剝奪的原因,雖是如此,日本的半導體材料品類繁多,高純度氟化氫、光刻膠和氟化聚酰胺等等,都是不得忽略的半導體原材料;清洗、乾燥設備和勻膠顯影機仍然佔用壟斷地位。

在西南證券的統計中,光刻機被荷蘭阿斯麥(ASML)和日本的尼康(Nikon)及佳能(Canon)壟斷,雖然阿麥斯佔據了75.3%,可是也不能忽略尼康和佳能的優勢:


實際上,一套晶圓的製造,關鍵的設備有光刻機、刻蝕機、PVD和CVD等,在刻蝕機上,我們中國的發展還是不錯的,早在2018年,就報道稱中微半導體設備公司將在2018年底正式敲定5nm刻蝕機,但是我們唯一的遺憾是在光刻機!

其實,中國光刻機雖然發展沒有荷蘭以及日本的迅速,可是我們卻在努力中,我們很熟悉的是上海微電子裝備有限公司(SMEE)。目前它有四大系列,分別是200系列光刻機、300系列光刻機、500系列光刻機、600系列光刻機。

以600系列光刻機來說,目前通過使用四倍縮小倍率的投影物鏡、工藝自適應調焦調平技術等等,能夠製造出90nm、110nm、280nm關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求。確實這方面和阿麥斯還是有差異,但是不可否認,在關鍵元器件禁運情況下,微電子能夠有這麼大的收穫,實屬不易,在今年3月份,微電子今年年底將量產28nmHKC+工藝,在2020年底則將量產14nmFinFET工藝。

另外一個不得不提到的是中科院,根據新華社的報道,中科院的“超分辨光刻裝備研製”於2018年11月29日通過驗收,它的光刻分辨力達到22nm,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10nm級別的芯片。

這裡的意義在於中科院通過一種新的繞開知識產權壁壘方式,實現一種全新的,技術難度比較高的技術,通過光投影在金屬上,通過電子的震動產生電磁波,從而用來光刻,雖然技術難度高,可是要是能夠真正的實現,將對於我國有更為長遠的影響。

我們光刻機之路,雖然道路且艱,而且長遠,可是我們可以確認的是:我們的光刻機一定是有希望衝破阻礙的!


LeoGo科技


光刻機是芯片製造的重要設備,內部結構精密複雜,它決定著芯片的製程工藝。目前全球99%使用的都是荷蘭ASML公司製造的設備,價格高不說,而且有錢也未必能買到,令芯片生產企業很被動,所以中國的企業也在研究光刻機。



上海微電子設備公司已生產出90納米的光刻機設備,這也是生產國產光刻機的最高技術水平,比ASML公司差不多有10年的差距。因為西方國家有籤協議,芯片核心部件材料不能出口到中國,實施封鎖政策,導致國產光刻機發展緩慢,上海微電子克服困難自己生產這些零部件。目前生產出來的光刻設備已用到很多的國產企業中,而且國家也在對封鎖進行聯合公關,相信不久就可以向45nm、28nm邁進。


中科院光電所研發出365納米波長,曝光分辨率達到22納米的光刻機,是近紫外的光線,離極紫外還有一點差距。光刻機的波長決定了芯片工藝的大小,波長越短,造價越高。像ASML最先進的EUV極紫外光刻機,波長只有13.5納米,可以生產10nm、7nm的芯片。現在一般使用的是193納米波長的光刻機,分辨率卻只有38納米,而中科院研發的光刻機採用了雙重曝光的技術,可以達到22納米。不過相關專業人士也指出,這種技術只能做短週期的點線光刻,無法滿足芯片的複雜圖形,後續還在不斷優化和改進中。



一個小小的芯片,卻包含著很多複雜的工藝,我國芯片主要依賴進口,主要原因還是光刻機設備、技術、人才缺乏所造成的,發展光刻機設備不是一朝一夕就能完成的,長期的投入和發展才能看到成績。


星河方舟


首先我們要看一下半導體產業鏈:

上游:材料、設備、設計

中游:製造

下游:封裝、測試

世界最先進的光刻機就是荷蘭阿斯麥的EUV光刻機,價值1.2億美金一臺,堪比一架波音飛機的價格。

中國為什麼一直都沒有先進的光刻機,這是由於《瓦森納協定》限制對中國出口,但是我們都知道工欲善其事必先利其器,上游的光刻機、刻蝕機、離子注入機子都是核心的設備,半導體設備的落後是制約中國半導體發展的一個核心因素,沒有高端的光刻機、刻蝕機、離子注入機、就沒有辦法生產出高端芯片。其中除了中微公司的刻蝕機進入到了臺積電的供應鏈外,其他設備的最先進的水平我國還是一片空白,但是落後的地方就是要發展的地方。

目前在研發光刻機的中國企業有:

1. 上海微電子裝備:已經完成90nm量產,正在研發65nm。

2. 合肥芯碩半導體:已經進入破產程序,大量的研發投入,長週期無法堅持。

3. 先騰光電科技

4. 無錫影速半導體

總的來說,中國光刻機領域能拿的出手的還是隻有上海微電子裝備的產品,但是對比世界現金水平,還是遠遠落後,最先進的光刻機已經進入到了7nm,5nm的階段,臺積電靠著7nm的光刻機在製造環節做的風生水起。

無論是中國在光刻機領域還是處於非常落後的狀態,單純依靠民營企業和資本,在長週期長期不盈利的情況下還是很難堅持,最終能讓中國光刻機勝出的機會還是需要舉國體制(正如當年韓國舉國體制支持韓國半導體發展),國家在背後從資金、人才、政策上權利支持才有可能趕上現金水平。

全球前五的半導體設備公司:應用材料(美國)、阿斯麥(荷蘭)、科林研發(美國)、科磊(美國)、迪恩士(日本)。



皮爾洛的摩托車


國內光刻機技術比較先進,已經量產的應該是上海微電子裝備有限責任公司(簡稱SMEE),已經實現90nm的量產,目前正在研究65nm的工藝。

其他的包括 合肥芯碩半導體有限公司、先騰光電科技有限公司、無錫影速半導體科技有限公司等一些企業,在光刻機上衣和有自己的成果。

但這些光刻機企業,目前還是在原來的道路上一步一步往前走,相信只要努力,未來也能達到很高的水平。但對於光刻機行業來說,他們的追趕速度雖然很快,但技術進步的速度也是很快。所以,他們只能持續在低端方面,佔有一定的市場份額。

如果要進入高端市場,目前國內最先進的光刻機技術,應該是中科院光電技術研究所的技術成果。

2018年11月29日,新華社報道稱,國家重大科研裝備研製項目“超分辨光刻裝備研製”29日通過驗收。據悉,該光刻機由中國科學院光電技術研究所研製,光刻分辨力達到22納米,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10納米級別的芯片。

也就是中國科學院光電技術研究所的這個成果,直接將中國光刻機技術向前推進好幾代。當然,這個科研成果,距離完整實現量產,還有好幾個關卡要過。

首先是光刻分辨力達到22納米只是一次極限測試,屬於單次曝光,還製造不了芯片。其次是,能夠實驗室製造芯片,還要實現量產,這又是一個關卡。但總的來說,已經有了“光刻分辨力達到22納米”,那麼距離成型機,已經沒有那麼遙遠了。





奮鬥的人生Vlog


    光刻機是芯片生產中不可少的關鍵設備,而且光刻機的技術門檻極高,整個設備的不同部位採用了世界上最先進的技術,德國的光學設備、美國的計量設備等,可以說是“集人類智慧大成的產物”。

    最先進的光刻機

    全球最先進的EUV光刻機全球只有荷蘭的ASML生產,佔據了光刻機市場高達80%的市場。Intel、臺積電、三星的光刻機都來自於與ASML。

    最頂尖的光刻機不是荷蘭一個公司製造的,集合了許多國家最先進技術的技術支持,可以說是多個國家國家共同努力的結果,比如德國的光學鏡頭、美國的計量設備等。ASML將這些來自不同國家的3萬多個配件,分為13個系統,需要將誤差分散到13個系統,如果德國的光學設備做的不準、美國的光源不準,那麼ASML瞬間就是失去了精神。

    相較於荷蘭、德國、美國等這些國家,我國的芯片製造以及超精密度機械製造方面不具有優勢。再加上《瓦森納協定》的技術封鎖,因此,在高端光刻機領域,我國可以收仍然是空白。


    我國的光刻機技術

    上海微電子裝備有限公司(SMEE)是我國國內唯一能夠做光刻機的企業。上海微電已經量產的光刻機中,性能最好的是SSA600/200工藝,能夠達到90nm的製程工藝,相當於2004年奔四CPU的水平。因此,國內晶圓廠所需要的高端光刻機完全依賴進口。

    目前,最先進的光刻機是ASML的極紫外光刻(EUV),用於7nm、5nm光刻技術,對於EUV光刻關鍵技術,國外進行了嚴重的技術封鎖。我國在2017年,多個科研單位合作經過7年的潛心鑽研,突破了EUV關鍵技術。根據相關資料披露,計劃2030年實現EUV光刻機國產化。


    總之,在高端光刻機領域,我國的技術仍然比較薄弱。目前,中芯國際已經從ASML成功訂購了一臺7nm製程的EUV光刻機,希望能夠在高端芯片製造領域能夠找到“備胎”。

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Geek視界


目前國內研究光刻機的企業不少,因為光刻機實在太重要了。

由於光刻的工藝水平直接決定芯片的製程水平和性能水平,光刻成為 IC 製造中最複雜、最關鍵的工藝步驟, 光刻的核心設備——光刻機更是被譽為半導體工業皇冠上的明珠。目前最先進的是第五代 EUV光刻機,採用極紫外光,可將最小工藝節點推進至 7nm。由荷蘭 ASML製造。

國內光刻機技術比較先進,已經量產的應該是上海微電子裝備有限責任公司(簡稱SMEE),已經實現90nm的量產,目前正在研究65nm的工藝。

其他的包括 合肥芯碩半導體有限公司、先騰光電科技有限公司、無錫影速半導體科技有限公司等一些企業,在光刻機上衣和有自己的成果。

但這些光刻機企業,目前還是在原來的道路上一步一步往前走,相信只要努力,未來也能達到很高的水平。但對於光刻機行業來說,他們的追趕速度雖然很快,但技術進步的速度也是很快。所以,他們只能持續在低端方面,佔有一定的市場份額。

如果要進入高端市場,目前國內最先進的光刻機技術,應該是中科院光電技術研究所的技術成果。

2018年11月29日,新華社報道稱,國家重大科研裝備研製項目“超分辨光刻裝備研製”29日通過驗收。據悉,該光刻機由中國科學院光電技術研究所研製,光刻分辨力達到22納米,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10納米級別的芯片。

也就是中國科學院光電技術研究所的這個成果,直接將中國光刻機技術向前推進好幾代。

當然,這個科研成果,距離完整實現量產,還有好幾個關卡要過。

首先是光刻分辨力達到22納米只是一次極限測試,屬於單次曝光,還製造不了芯片。

其次是,能夠實驗室製造芯片,還要實現量產,這又是一個關卡。

但總的來說,已經有了“光刻分辨力達到22納米”,那麼距離成型機,已經沒有那麼遙遠了。

更重要的是,目前的紫外線光刻技術,在7nm的芯片出來之後,已經需要一個新的工藝突破。就像當年從液浸式到 EUV的技術飛躍一般。

而中科院這個項目,走了另外一條道路。拿一塊金屬片和非金屬片親密接觸,界面上有一些亂蹦的電子;光投影在金屬上,這些電子就有序地震盪,產生波長几十納米的電磁波,可用來光刻。這叫表面等離子體光刻。

這條道路的優勢是未來的成本可以低於目前主流的技術,極限可能高於未來的主流技術,在原理上突破分辨力衍射極限,建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發新路線,繞過國外相關知識產權壁壘。

也就是,中科院光電技術研究所的這條技術路徑,是非常有價值的一次技術突破,或者技術發現。有可能讓中國的光刻機實現彎道超車,而不是在現在主流的工藝道路上亦步亦趨。


波士財經


光刻機完全被荷蘭的ASML公司壟斷,而且ASML公司也就是個組裝廠,各個部件都是其他各國提供的,所以說光刻機也不是一個國家能搞出來的,上海微電子裝備在國內是光刻機龍頭,拿到亞洲連毛都算不上,畢竟亞洲還有一個日本,日本還有佳能和尼康


搞射頻的小Ge


門外漢談光刻機,較勁認真難能可貴,告訴大家現在世界上有的,中國都有,總是比高矮沒勁,即便比也要比趨勢,誰是後來者?後來者必居上。後來者可畏也!如:比米賽跑g.9妙亞軍,g.8妙冠軍,承認它又何妨⋯說不定以後會如何?其實芯片水平不僅僅是光有光刻機就能解決的,華為已是全球第一大企業了,目前的芯片水平已不是關鍵問題,關鍵是市場,市場才是今天世界霸主。 當然我不是說像光刻機這樣的技術不重要了,我說的是我們巴能掌控了,民航機也能掌控了,時間在我們中國一方, 不欠,一切都會讓世人警訝,等著瞧吧!這就是中國崛起的速度⋯。


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