我們能不能用逆向技術複製荷蘭的光刻機技術?

彩智家的小安寶


肯定是可以通過逆向技術來搞光刻機。而且國內也有企業和研究所在研究並生產光刻機,比如合肥新碩半導體、成都光機所等。但是我們現在造出來的光刻機精度都比較低,只能用來生產製程工藝不高的元器件。對於現在領先的和比較領先的光刻機我們還無法突破關鍵技術,而且國家也非常重視,02專項中就有專門的經費來研製開發22-14nm工藝的前瞻性研究。只是光學部分的技術難度就非常的大,因為製程工藝越高,對於光學系統的要求就越高,還有光源方面、精密電機等等。AMSL是集成了全世界發達國家的各領域的最高水準才搞出來這麼牛的一套設備。而現在我們要自己把所有的關鍵性、難度超級大的技術自己全部掌握並生產出來,這難度不可想象。而且我們只能自己研發,因為這些東西別人不賣給我們,所以現在的難題不是我們不知道這些設備的結構,而是我們知道他們怎麼做的,但是每個部分怎麼搞出來,怎麼檢測,我們都沒有辦法做。我們只能先從每個部分的基礎部分一點點攻克,最後才能完成這樣一個無比複雜的光刻機。


青羊鎮牛人


逆向工程碰門檻,光刻機比原子彈還難造?

眾所周知,中國本土芯片廠商在引進最新的7nm等級先進光刻機時,不算一帆風順。在之前的多篇文章中,不少讀者在評論區表示:既然核武、航母、基建重工領域,中國可以通過引進+逆向開發模式打破眾多技術壁壘,為什麼不能把ASML的光刻機“復刻”出來?

光刻機是否比原子彈還難造?

對於上述問題,本文不會過多從光刻機的各部零件、核心結構以及產品供應鏈這些繁複、細節角度去討論,咱們只談核心問題:為什麼中國難以對ASML光刻機進行逆向開發。

禁錮一:光刻機合同約束

逆向開發第一步,得先把設備買回來。

1、商業合同約束:荷蘭ASML是全球唯一一家生產應對7nm+先進製程光刻機的企業。中國企業作為其重要客戶,在設備採購方面需要面臨相當繁瑣的交易合同洽談甚至綜合審查。

2、政策協議約束:在獲得ASML公司在企業層面的合作確認之後,還要經過荷蘭政府的進出口相關政策、法規約束。荷蘭政府對此設置了超出了國際間一般商品採購審核標準,在極端情況下(如2019年末的7nm光刻機供應問題)會受ASML公司核心股東所在國政府的超前干涉。

3、技術和知識產權約束:簡而言之,中國企業想要購買光刻機這一大國重器(也是地表最強印鈔機),需要保證不得侵犯、破壞、影響ASML相關產品、知識產權的合法權益。逆向開發則是絕對被禁止的(你都學會了,我以後賺誰的錢去?)。

特殊歷史時期帶來的重大機遇,可遇不可求

在這一點上,中國很難像冷戰結束後“全資收購烏克蘭”一樣,將前蘇聯20世紀頂級軍事科研技術(甚至生產線、生產材料、專家、專家親屬)一股腦全買回來在國內安家落戶。這一點也是目前最難攻克的問題~ 荷蘭不傻,美國不讓,中國亦不便... ...。

因此,合同及法規約束是ASML光刻機的“軟件防護”措施。

禁錮二:光刻機設備暗門及密保設置

逆向開發第二步,把設備拆開。

關於這一點就非常容易理解了,我們直接引用ASML首席執行官彼得·溫尼克的話即可:

“ASML的EUV光刻機結構非常複雜,不存在被複制的可能性。我們所有的光刻機都裝有(一系列)傳感器,任何異常的非法操作都將被檢測並立即發出警告,(我們也會第一時間獲悉)。”

ASML CEO:彼得.溫尼克(Peter Wennink)

這種類似先進武器、裝備自毀裝置的傳感器設置,也是ASML為確保其光刻機全球獨家壟斷地位的“硬件裝備”。

禁錮三:賣方市場的環境約束

機器買回來,拆開了,萬一逆向開發失敗怎麼辦?

相對於高鐵技術、核能技術以及各類光機電產業而言,中國得以進行技術產品逆向開發的基礎,就是“採購源”的可替代性。日本的高鐵技術不行咱們可以上德國的,美國的核能技術不賣我們可以和法國談。

然而,在AMSL光刻機的問題上,我們處於嚴重的賣方市場環境——即產品供應方處於絕對壟斷且獨家供應的角色。一旦我方決定突破上述禁錮一、二的約束,強行展開逆向開發,接踵而來的必將是ASML方徹底斷供外加跨國訴訟、鉅額違約賠償。

如無意外的話,ASML的核心股東所在國(如美韓等國)政府也會參一腳,在相關領域的產品、技術、知識產權交易、轉讓問題上痛下死手。

這道坎的意義,近乎於“開戰信號”。結合目前我國在自主光刻機領域的研發進程來看,至少在短期(5年左右)內難以輕鬆逾越。

禁錮四:供應鏈約束

機器買回來、拆開了、逆向開發成功,然後呢?

且不談一臺先進級光刻機所需的數以萬計的核心零部件、技術難題、產業鏈國有化程度等問題,我們只談光刻機核心構件之一——物鏡系統。全球僅有德國的卡爾蔡司(Carl Zeiss)一家公司能夠為它生產、供應光學鏡頭系統。

很多讀者會問,光刻機就算了,造光學鏡頭還會比原子彈還難?

答案其實很簡單,舉個眼前的例子吧:

日本索尼花巨資注入卡爾蔡司,為其光學影像部門研發、製造優秀的攝影、攝像鏡頭產品。然而,所有打著“Sony”標誌的Zeiss鏡頭(以及其他攝影)產品,基本都是產自“索尼蔡司鏡頭”的亞洲工廠。而真正意義上的德國卡爾蔡司原廠鏡頭,產地依然源自歐洲。更進一步說,蔡司製造高素質鏡頭玻璃、鍍膜的原材料,依德國法律規定完全禁止出境。

因此,作為民用消費級的攝影鏡頭即被如此銅牆鐵壁般“保護”起來,可想而知作為光刻機物鏡系統的光學鏡頭,又是何等保密級別的存在。

至於我國能否生產出媲美卡爾蔡司的光學鏡頭,這一點我想攝影圈的朋友們早已知曉答案。我國在先進光學鏡頭及自動對焦方面的技術積累,目前還是暫且不夠的。

物鏡系統只是光刻機三核心之一,其他各類處於相關各國嚴格技術保密、專利禁止轉讓級別的產品、知識產權還有很多,這些都是對光刻機進行逆向開發所要面對的重重難題。

總結

本文寫這麼多,並非是為漲別人志氣滅自己威風,說到底是希望更多愛國民眾可以瞭解光刻機領域的現狀,以及我國芯片產業目前所處的環境和角色。光刻機的國產化是歷史必然,但現在仍是我國芯片行業所涉各產業鏈、各環節、各公司潛心學習、循序前行、經驗積累的階段。

我國目前已掌握12~14nm芯片的設計研發生產流程,目前國內也有至少三家(中芯、華虹、弘芯)具備14nm製程生產能力的先進晶圓廠,且12~14nm芯片目前仍屬於“性能級”產品(參照Intel 2020年最新發布的Comet Lake系列酷睿處理器,仍使用14nm改良版製造工藝生產)。因此,我們當前面臨的問題不僅是7nm光刻機何時供貨,更重要的依然是14nm等級光刻機及對應產品的進一步擴容、增產、吃透。

國際競爭瞬息萬變、永不停歇,在適當的時間節點迅速適應環境、調整自身角色和心態才是做有用功。先進光刻機的逆向開發,是否就是適合我國的最佳路線?這也並非是一條必須打破頭走到底的單線思維,相信我們的科研力量、相信國家的政策扶持,只要付諸努力,必然有所收穫。

附註說明:

  • 我國在5nm蝕刻機所獲得的重大進展,不等於具備5nm芯片的生產能力;

  • 具備本土完全自主知識產權和產業鏈供給的國產光刻機,製造工藝為90nm;

  • 華為海思、中芯國際均具備芯片研發能力,但前者為Fabless企業,不具備芯片生產能力,而後者具備28nm、14nm等先進晶圓生產線;

  • 中國本土內最先進的光刻機,是海力士(韓國)無錫廠的7nmEUV級產品,並非我國所屬;

  • ASML在2019年交付26臺光刻機,2020年將交付35臺,2021年預計為50臺左右;

  • ASML先進級光刻機單臺售價約1億美元以上;

  • 荷蘭希望和中國好好做生意;

  • 光刻機比原子彈、核航母還難造。


窮Sao


只要時間足夠的話,肯定是可以的,但是的話成本是要考慮的一方面。因為我們都知道,只要是高端機床的話,都是不能移動或者隨意維修或修改的。因為機床當中有芯片可以檢測到機床的狀態的,所以說這樣的機床一般壞了的話。都是由國外的工程師來進行維修的,而且的話他們一過來的話,時間就是從他過來就開始算錢的,並不是說開始修的時候成本是非常高昂的。而且的話機床賣給你相當於只有使用權,其實其他相關的技術還是在賣家那裡。他是不可能讓你隨意修改或拆開研究的,如果他發現了的話,他可能會拒絕維修,那樣的話如果你不能正常的把它弄好的話,就相當於個廢品了。因為在高端領域的話都有技術封鎖的,並不是說什麼東西都可以拿給你共享。而且機床的製造的話,並不是荷蘭他那個。自己獨立完成的,還有美日韓德,幾個國家一起來完成的,並不是說他一個國家就能把所有的配件生產齊全,所以說。筆記本上面出口的中國來的機床都是已經過時淘汰的,然後人家有更新的機床是根本不會賣過來的,所以說我們研究的話總是會比別人晚一步。


嗨咪


合同約束,知識產權保護

1、商業合同約束:荷蘭ASML是全球唯一一家生產先進製程光刻機的企業。中國企業作為其重要客戶,在設備採購方面需要面臨相當繁瑣的交易合同洽談甚至綜合審查。

2、政策協議約束:在獲得ASML公司在企業層面的合作確認之後,還要經過荷蘭政府的進出口相關政策、法規約束。荷蘭政府對此設置了超出了國際間一般商品採購審核標準,在極端情況下(如2019年末的7nm光刻機供應問題)會受ASML公司核心股東所在國政府的超前干涉。

3. 所有相關技術都申請專利,如果逆向,肯定使用和別人相同的製造技術,繞不過知識產權這一關。

有防止逆向工程的機關

中國的逆向工程能力國外早有耳聞,關於這一點就非常容易理解了,我們直接引用ASML首席執行官彼得·溫尼克的話即可:

“ASML的EUV光刻機結構非常複雜,不存在被複制的可能性。我們所有的光刻機都裝有(一系列)傳感器,任何異常的非法操作都將被檢測並立即發出警告,(我們也會第一時間獲悉)。”

機器都不能拆,你還怎麼逆向。

技術難度高,難以複製

光刻機是使用高精度零件製作,由成千上萬零件組成,很多零件也是採購,加工技術目前國內達不到。很多零件屬於中國花錢也買不到的。


平行宇宙修真界


我們究竟能不能逆向複製荷蘭ASML光刻機技術呢?理論上來說它是可行的,而現實往往就是就是那麼殘酷,逆向複製是一個根本行不通的辦法。

逆向複製為什麼行不通

光刻機堪稱人類智慧集大成的產物,它被稱為現代光學工業之花。

1、知識產權專利

荷蘭是一個非常重視知識產權的國家,每年都會申請大量的專利。我們想要去逆向複製它們的光刻機,難免就會碰上它們的各種關注光刻機專利技術,這些光刻機技術它們都是申請了專利。

你想要用它們專利,自然要得到授權,況且這個授權並不一定會拿到。

2、關鍵部件買不到

一臺頂尖光刻機需要上萬個配件,這些配件來自全球不同的國家,同時它們也是整個行業最頂尖的公司生產製造的配件。我們就以光刻機必需的鏡頭和鏡片來說,荷蘭ASML的鏡頭都是來自於德國的蔡司提供。

據說蔡司工廠的

一個職位是由祖孫三代從事,技術封鎖很嚴重,同時想要得到頂尖鏡片也需要上百年的技術積累和沉澱。並且這個東西不對我們出售,我們有錢也買不到它們的東西。

再就是光刻機必需的光柵,荷蘭ASML公司的光柵是由美國頂尖的光學公司提供。美國一直警惕我們的發展,甚至處處限制我們的發展,自然不會賣給我們這個頂尖光柵。

3、企業技術保護

這一點與數控車床比較的像,國外對於出口我們的機床都進行保護。也就是車床安裝位置固定,加工過程遠程監控。只要是這個機器位置發生了移動或者其它的異常,遠程就可以發現,會進行停機處理。並且如果你要拆開數控機床話,遠程也會監控到,也就會把機器鎖死,即使出現故障都是由他們國外廠家人員過來處理。

荷蘭的ASML光刻機也是這個樣,他們在光刻機的很多部位安裝了各種傳感器。一旦發現機器有各種異常,例如拆機,那麼遠程就會發出報警,它們完全可以把這個機器遠程鎖死。所以我們根本就做不到拆機,也就不用談逆向複製了。

4、協議規定

在一些頂尖機器出售協議上,廠家已經明確進行了規定。你只有機器的使用權,各種技術故障、需要移動位置等工作都需要他們自己的工程師來處理。未經他們許可就拆解機器進行復制,違反協議規定,是要受到法律的制裁。

因此對於這些頂尖機器,就以光刻機和數控機床為例。我們得到的只是它的使用權,技術還在別人的手裡,一旦我們進行把機器位置移動或者拆解,國外就進行遠程鎖定,這機器也就成了廢鐵。

並且在一些出機器售協議上,明確規定了不能移機,不能對機器進行拆解,所有這些工作需要由他們廠家工作人員處理。因此談逆向複製,是根本不可行的。ASML首席執行官彼得·溫尼克也表示:“ASML的EUV光刻機結構非常複雜,不存在被複制的可能性。


荷蘭ASML為什麼能夠做出頂尖光刻機

1、專注光刻機領域

ASML不同於其它的企業,自1984年從飛利浦獨立出來後,它深刻吸收了飛利浦解體的經驗,35年來一直專注於頂尖光刻機研究領域。按道理來說,它們完全進軍芯片生產領域,但是它們沒有。

但是ASML一直專注光刻機的研究,沒有去涉及其它領域,這也成就了它今天的霸主地位,佔據全球80%以上的份額,也是全球唯一一個能做頂尖EUV光刻機的廠家。一臺光刻機如今可以賣到7億人民幣,並且處於供不應求的狀態,各個廠商排著隊買,訂單可以排幾年。

2、獨特技術分工合作

在光刻機研發上,荷蘭的ASML並不是一個人在戰鬥。很多歐盟國家以及美國都是ASML的股東,它們都對ASML進行了投資。ASML內部也有規定,只有對它進行投資的公司才能夠優先得到光刻機。像臺積電、三星、德國蔡司都對它進行投資,才可以優先得到頂尖光刻機。

這些公司不單單對它進行投資,投資帶來了很多的資金用於研發,也給它提供頂尖的技術和配件支持。這裡要說的就是德國蔡司給它提供頂尖的鏡片,才讓ASML光刻機研發如此順利。不單單蔡司一家,美國的企業也給它提供頂尖的技術支持。

3、重視專利技術

荷蘭政府特別重視專利技術申請,再加之光刻機全球緊缺,能做的也只有他們一家,因此他們特別重視專利技術,各種關鍵技術都做了申請專利。別人想要複製它,難免就要遇上它的它的專利技術。

根據WTO公佈的數據,近十年來,全球知識產權使用費出口排名中,荷蘭(僅包括五年的數據)達到2392億美元,僅次於美國和日本,超過英國,法國,德國等歐洲大國。

荷蘭的ASML在EUV光刻機技術上擁有排名世界第二的專利申請量,而世界排名第一是德國的蔡司公司,排名第三是韓國的海力士公司,德國蔡司和韓國海力士公司都是ASML的合作伙伴。

4、強大技術研發投入

根據相關的數據,2019年 ASML全球銷售額大概是21億歐元左右,而它的研發費用支出就達到了4.8億歐元,研發費用佔營收的比例達到22.8%。

這一點與我們國家的華為比較像,華為也正是投入瞭如此巨大的資金,才成就了今天5G技術領先的地位。而ASML如此強大的技術研發投入,讓它掌握了更多的關於光刻機的頂級技術,它自然也就坐上了全球頂尖光刻機生產霸主寶座。


我國光刻機目前水平和未來發展

上海微電子設備研究所去德國考察時,德國的工程師說了這樣一句話:就算我們給你們全套的圖紙,你們也做不出來光刻機。

而上海微電子設備研究所也是國內能夠生產最先進光刻機的公司,目前它能夠達到的最先進水平也只有90nm,代表的也是它們的SMEE系列。其它半導體公司幾乎不用提,因為水平很低,例如合肥芯碩半導體公司才能夠擁有200nm工藝。

去年,也就是2019年,武漢光電國家研究中心的甘棕松團隊表示已經成功突破9nm工藝光刻機技術。但是這並不代表我們能夠做出頂尖光刻機,因為這也是在實驗室內,離真正商用還有一段時間。

不單單如此,我們也需要解決鏡片問題,因為頂尖的鏡片技術由德國蔡司公司掌握,這個鏡片也是光刻機所必需的,他們不對我們出售產品。

因此我們要走的路還很長,

但是並不代表我們就不能夠做出來。原子彈、火箭都做出來了,這個只是需要時間罷了。只有我們不斷加大投入、重視研發、不斷的進行頂尖技術積累,我們一樣可以做出全球頂尖的EUV光刻機。

筆者認為更多的應該國內企業進行合作,各自分工合作,畢竟做出來對於我們都是非常有利的。每個公司根據自己的所長,進行攻克不同的技術,相信很快就能夠做出先進的光刻機。

結語

當今發展越來越離不開芯片,而生產高性能芯片必須要有頂尖的光刻機。我們想要逆向複製荷蘭ASML的光刻機,可以說這是一條死路。

我們要想突破國外光刻機封鎖,還是需要自力更生。不斷的加大研發投入,國內相關企業更要同心協力,因為單靠一家是不可能實現的,需要共同合力拿下這個硬骨頭。

我們現在需要的就是時間,不斷的進行技術積累、沉澱,達到一定的程度,也就自然水到渠成了。未來,值得我們期待!


科技晴


問題:我們能不能用逆向技術複製荷蘭的光刻機技術?

回答:要是這麼簡單,就不用別人封鎖了。


我們的差距

最先的光刻機已經做到了7nm,這是非常成熟的方案了;他們甚至還準備量產5nm的,

我們能夠做到的是28nm的工藝,14nm還不能做到量產,他們的技術可以說是比我們先進了兩代甚至三代的技術。

逆向技術複製?

逆向技術複製真的可以的話,就不用這麼麻煩了。

你知道嗎?目前技術最先進的是臺積電,然後是三星,他們掌握整套的生產工藝,但是即使是三星拿到了7nm的光刻機也無法馬上量產7nm的芯片,比臺積電慢了半年量產,損失了幾十億的生意。

7nm的光刻機給你了,你也用不好,能夠把它用也不容易,三星要比臺積電多半年的時間才能完成7nm工藝量產,損失這麼多錢也沒有辦法。你可見其中的困難。

同時,把圖紙和技術關鍵給你,你也做不到。除了剛剛說的,能用好已經很困難了,還有一個就是你沒有部件。

ASML的光刻機用美國的光源、德國蔡司的鏡、日本的光刻膠、瑞典的軸承、這些都是對中國禁運的。有了圖紙,你也要自己研發零部件。

上次,日本對韓國限制出口刻蝕氣體等,韓國直接就被威脅到了。

再說,光刻只不過是其中的一個步驟,我們國家是全部步驟都落後了,你要來光刻機也不行,因為其他工藝配套跟不上。

沒有一口氣吃成的胖子,我們註定要一步一個腳印的追上落下的技術差距~


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我們能不能用逆向技術複製荷蘭的光刻機技術?想要用逆向的技術來複制荷蘭ASML公司的光刻機其實在理論上面還是可行的,但是到實踐上可能就出現一些問題,那麼下面具體來和大家說一說能否使用逆向技術複製荷蘭光刻機技術。

光刻機作為半導體行業中的“明珠”,國內光刻機和荷蘭ASML之間的差距


我國的半導體行業起步是比較遲的,而且要遠遠的落後於荷蘭的ASML公司所生產的光刻機,現在我國最為先進的光刻機技術就是上海微電子裝備有限公司所生產的光刻機,但是其實際的製程也達到將近90nm。

對於這個工藝製程的程度來說,與荷蘭ASML已經量產的7nm工藝製程相比較差距還是非常大的,更不要說人家即將量產的5nm工藝製程的光刻機,所以說我們現在的工藝製程依舊還徘徊在90nm左右,而且光刻機的技術也是一種非常精密的設備,不僅不要先進的工藝製程,還需要周圍的零器件精密的進行配合處理。

荷蘭的光刻機技術還有一個非常重要的功能就是,其使用的周圍零件都是各個國家進行供應的,比如說光刻機的鏡頭都是採用佳能或者尼康的設備,還需要使用美國的計量器、德國的光學設備等,可以說一臺光刻機的製造是需要眾多的先進元器件來實現的,這也是需要最為高端的先進的人才和設備。

能都通過逆向的技術來說實現光刻機的國產化


就像剛才所說的,想要通過逆向技術來實現國產化,在理論上可行,但是實際上是不可行的,從技術的方面來說,荷蘭ASML公司的技術是非常強大的,甚至人家的公司員工是這樣說的,我們即便是將製作光刻機所有的一整套技術圖紙都放到你們面前,你們也是無法複製或者仿造出來的。

而且光刻機的投入成本是非常巨大的,這裡面不僅僅需要高端的技術人才,更加需要高精尖的設備,所有成本高或者前期的投入是非常巨大的,這個成本是個人所無法承擔的,即便是國家每年投入幾千億的資金也是無法在短時間內彌補出來。


最後,對於說為何我們在光刻機方面落後荷蘭ASML公司十幾年的時間,其實最為主要的原因就是因為國內是無法供應出來這麼高精尖的元器件,還有就是無法匹配出來眾多高端人才的聚集,那麼大家對於國產光刻機還有什麼不同的看法,可以在下方留言,咱們一起探討!


帆辰科技


從理論上看,使用逆向技術確實可以複製荷蘭ASML的光刻機技術,但是從實際出發,這是行不通的,就算把光刻機的設計圖紙給我們,我們也無法生產。

國產光刻機與荷蘭的光刻機差距在哪裡

其實我過從上世紀70年代就開始了光刻機的研發工作,在1985年時就研製成功了一臺g線分步投影光刻機,這比國外的同類產品足足晚了6年,從那以後我國也沒有放棄對光刻機的研發工作。

目前我國最先進的光刻機就是上海微電子裝備有限公司製造的90nm工藝的光刻機,但是荷蘭ASML公司最先進的光刻機已經是5nm了,今年臺積電就可以做出5nm工藝製程的芯片了,而我國90nm的光刻機對於目前的芯片來說已經不夠用了。

光刻機無法拆開

如果想根據ASML的光刻機複製一臺光刻機,首先需要將光刻機拆開,ASML在設計光刻機時為光刻機上了一把“鎖”,如果光刻機在它們不知道的情況下被拆開,光刻機就自動向ASML報警,所以我們也無法拆開。

光刻機需要頂級的零件

在之前中國一家光刻機制造公司就去ASML公司進行參觀,ASML公司的員工直接對我國的公司說:“即使將光刻機的設計圖紙給你們,你們也做不出”。其實這是真的,並不他們對我們的嘲諷,即使給我們設計圖紙,我們也生產不出頂級的光刻機。

對於一臺光刻機來說,擁有幾萬個零件,這些零件幾乎都是世界最好的。其中光刻機最重要的就是鏡頭與光源,全球範圍內做鏡頭最好的企業就是德國的蔡司,做光源做好的就是Cymer公司,這兩家公司都已經被荷蘭的ASML公司進行了收購,所以蔡司與Cymer不可能再向其他的光刻機制造廠商提供鏡頭與光源。ASML要求購買它的光刻機的企業必須進行投資,這也為ASML提供了強大的資金支持,其他的光刻機廠商很難進行發展。

再加上,根據1996年歐美簽署的瓦森納協議,歐美很多高精端儀器或者配件都對我國禁運,我們即使有錢也買不到先進的零件。

既然不能製造頂級的光刻機,為什麼我們不能買呢

其實早在2018年中芯國際就向ASML公司購買了一臺EUV極紫外光刻機,EUV極紫外光刻機應該是目前頂級的光刻機了,只有荷蘭的ASML公司可以生產,每年的產量也是非常有限的,但是由於歐美國家的各種原因,遲遲沒有將光刻機交給中芯國際。

臺積電應該目前最好的芯片代工廠了,在2018年實現了7nm工藝製程,2019年實現了7 nm EUV工藝製程,今年可以實現5nm芯片的大規模生產,未來的蘋果A14處理器與華為的麒麟1020處理器都是由臺積電進行生產。中芯國際也就在幾個月前才實現14nm的工藝製程,相較於臺積電還是非常落後的。

總結

因為一些不可抗拒的原因,我們無法買到先進的零件,所以也就無法生產出頂級的光刻機。但是因為一些政策,荷蘭ASML公司不可以向大陸出售頂級的光刻機,我們只能使用落後一代的技術。製作一臺先進的光刻機,並不是只靠一兩個企業就可以完成的,需要整個製造業的共同努力。

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叫獸科技說


光刻機作為芯片產業非常關鍵的一個環節,一直制約著我國芯片產業的發展,目前我國的芯片一直停留在28納米以內,這裡最主要的原因是我國沒有高端光刻機。

我國光刻機跟世界最先進水平差距仍然很大。

目前全球最先進並量產的芯片已經達到7nm,而且有些國家已經開始研究了3nm的芯片,可見目前我國芯片製造跟國際最先進的水平至少差三代以上。

雖然2018年中芯國際花了1.2億美元跟荷蘭的asml訂購了一臺7nm的光刻機,但是因為西方對我國實行技術封鎖,在這個過程當中也出現很多波折。按照原來的合同規定,荷蘭的asml應該是在2019年向中芯國際交貨的,但直到現在為止,這臺光刻機仍然沒有完成交貨。



由此可見,沒有掌握光刻機的核心技術是多麼被動的一個事情,我國作為全球芯片消費量最大的國家之一,每年進口的芯片接近2萬億人民幣,但我國卻造不出自己的高端芯片,而我國之所以造不出高端芯片,因為我國沒有掌控高端光刻機的核心技術。

目前我國自主研發的光刻機已經量產的只有90納米制程的,而45納米制程的還在試驗階段。光刻機它不像造靴子或者生產電腦這麼簡單,它每提高一個製程,技術難度就大大增加,這也是為什麼我國的光刻機研究一直停留在45nm而沒有更進一步提升的重要原因。而制約我國光刻機研發的,主要是因為我國在一些關鍵技術領域,比如光源以及鏡頭等方面沒有拿得出手的頂尖技術,結果導致光刻機研發遲遲未有進展。

想要實現光刻機技術突破,我覺得我們應該利用逆向思維開闢新的技術路線。

我覺得我國光刻機的研發目前已經陷入了一個怪圈,那就是一直想沿著asml的路線走,想要複製asml的技術路線,但如果我國長期跟在ASML後面走,我覺得我們是沒法趕上asml的,畢竟asml集合了荷蘭,美國,德國,韓國等多個國家的技術力量,而且這些國家在芯片技術上本身就處於全球的前列,在這種背景之下,我國完全依靠我們自己的力量去研發是很被動的。

所以我認為我國既然趕不上asml,還不如另闢蹊徑,尋找其他提高芯片製造製程的方法,這樣說不定還有機會彎道超車。就像當年asml跟日本的尼康和佳能競爭的結局一樣。

在2004年之前,實際上asml並不是很著名,市場上的光刻機基本上都是被佳能和尼康給霸佔,asml在全球光刻機市場的份額不足10%,但是一次技術路線的選擇,後來讓asm了獨領風騷,一路高歌猛進。

在2004年之前,光刻機的製造工藝主要採用“乾式”(以空氣為介質)微影技術,但是這個技術後來遇到瓶頸,始終無法將光刻光源的 193nm 波長縮短到 157nm,為了突破這個瓶頸,很多科學家都投入了大量的精力,很多廠家也投入了大量的資金,但在短時間之內,全球都沒法攻克這個技術難題,這點有點類似於我國今天研究光刻機一樣,

而在“乾式”技術難以獲得突破,大家都在排隊往 157nm 的“牆”上撞時候,時任臺積電研發副總經理的林本堅來了個腦筋急轉彎:既然 157nm 難以突破,為什麼不退回到技術成熟的 193nm,把透鏡和硅片之間的介質從空氣換成水,由於水的折射率大約為 1.4,那麼波長可縮短為 193/1.4=132nm,大大超過攻而不克的 157nm。

但是當時林本堅的這一個技術並沒有獲得其他廠家的認可,包括尼康和佳能也沒有把林本堅這個技術放在眼裡,仍然在加大馬力攻克“乾式”技術。

但是有一個廠家放手一搏跟林本堅合作,大膽變換思維採用了林本堅的技術路線,這個廠家就是asml。2004 年,ASML成功研發出全球第一臺浸潤式微影機,其波長為132納米,雖然這個時候尼康也也宣佈採用乾式微影技術的 157nm 產品和電子束投射(EPL)產品樣機研製成功,但是因為asml的光刻機波長比尼康還短25納米,結果導致很多大型芯片廠家都跑去asml那邊,而放棄尼康的光刻機,如此一來,尼康前期投入的大量資金都打了水漂,從此之後尼康的光刻機一蹶不振,而對應的asm則一路高歌猛進,到了2009 年,asml已經全球佔據 70%的光刻機市場份額,尼康則從行業老大變成小弟,到了今天全球最頂尖的光刻機基本上都被asml一家壟斷了。

從asml和尼康路技術路線的選擇這個案例,我們或許能夠得到一些啟發,既然目前我國在光刻機研發方面一直沒有獲得進展,為什麼不嘗試著去研究一下其他新的路線呢?

而且事實證明,採用其他路線,我國是有可能實現彎道超車的。

比如2019年,武漢光電國家研究中心的甘棕松團隊,已成功研發出9nm工藝製程的光刻機。與傳統光刻機不同的是,此次的國產光刻機利用二束激光突破了光束衍射極限的限制,刻出了最小9nm線寬的線段,實現了從超分辨成像到超衍射極限光刻製造的重大創新,這也是我國獨有的技術,我們也用著自主產權。

由此可見,在光刻機的研究道路上,我們不一定要遵循傳統的路線,不一定要跟著asml的屁股走,我們完全可以突破固有的思維去尋找其他新的路線,說不定我們能夠在未來的光刻機競爭當中實現彎道超車。


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很有意思的一個問題,當初特朗普施壓荷蘭,禁止ASML公司出售7納米極紫外(EUV)光刻機時和你想到了一塊。特朗普擔心中國得到這臺EUV光刻機之後,通過技術複製的方式來竊取高端技術,因此導致了荷蘭遲遲沒有下發這臺光刻機的出口許可證。那麼,我國是否能夠複製高端光刻機的技術呢?ASML公司總裁給出了我們答案,一起來看看吧!

荷蘭ASML公司總裁是這樣說的,中國並不具有複製高端光刻機的能力,並且中國也不會有復刻的這個想法。荷蘭ASML公司總裁指出荷蘭光刻機具有完備的報警系統,一旦出現異常情況將會第一時間得到反饋。從這位總裁的談話上來看,很想促成ASML公司與中國之間的這筆合作,未來隨著中國半導產業的崛起,很可能將會成為ASML公司最大的客戶。

言歸正傳,還是回到ASML公司總裁關於中國是否能夠復刻光刻機的這個觀點上。這位總裁表述的觀點有三個,一個是職業道德的問題,中國不會竊取技術;一個是技術實力的問題,中國尚不具備復刻光刻機的能力;一個是ASML公司防範手段的問題,認為完全可以避免出現這種情況。暫且我們不論職業道德以及防範手段的問題,單單從技術這一個角度來討論一下是否可以逆向復刻ASML公司高端光刻機的這個問題。

光刻機是十分精密的設備,我國雖然具備了光刻機的製造能力,但是僅僅屬於低端光刻機(最高水平只能夠生產90nm光刻機)。即便是ASML公司所生產的高端光刻機,高端的零部件也是來自全球各地頂尖的公司。例如光刻機中比較重要的鏡頭來自德國蔡司,由祖傳匠人精心打造,非常人所能夠生產;光刻機中的光源來自CYMER公司,為此ASML公司收購了這家美國公司。

除此之外,光刻機中的機床、侵液系統等均有較高的技術標準要求。整體上來說,我國並不是不具備生產光刻機的條件,只不過是核心部件無法到達極端、嚴苛的標準,並且各個領域受到美國的嚴重限制,只能夠依靠自身不斷的摸索前行,技術攻關需要時間的積累過程,無法一蹴而就。

荷蘭一直沒有放行的這臺EUV光刻機最近又出現了新的轉機。荷蘭當前疫情較為嚴重,不得已向歐盟、美國等發出了救助的信息,不過這些國家同樣處於麻煩之中,根本無暇顧及上荷蘭。能夠幫助荷蘭渡過危機的或許只有中國,歐洲地區疫情最為嚴重的意大利,我國已經先後派遣出兩批支援隊伍。俄羅斯專家建議,荷蘭可以通過光刻機來換取疫情繼續的口罩、呼吸機、檢測試劑等抗疫物資。

當然,我國如果選擇援助荷蘭,並不可能是為了光刻機,而是出於人道主義救援。至於荷蘭願不願意放行之前中芯國際訂購的這臺EUV光刻機,還要看他自己的選擇!


關於能不能用逆向技術複製荷蘭光刻機技術的這個問題,您怎麼看?歡迎大家留言討論,喜歡的點點關注。



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