全球仅三个国家能制造,光刻机的技术难点究竟在哪里?

Mark wiens

发布时间:2020-09-05

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说起光刻机,想必关注芯片产业的网友们,一定是熟悉得不能再熟悉了。这是芯片制造过程中必不可少的一种设备,且是工时占比最高、成本占比也是高的设备。

最重要的是,这种设备目前全球仅三个国家能生产,用很多人的话来说,比原子弹还难制造,因为拥有原子弹的国家可不只三个。

目前全球最厉害的光刻机厂商是荷兰的ASML,已经能够生产用于5nm芯片制造的光刻机了,而中国最强水平还在90nm节点,较5nm节点,至少是10年甚至更久的差距。

而除了中国、荷兰之外,还有一个能生产光刻机的国家是日本,尼康、佳能也能生产光刻机,其中佳能和中国的技术差不多,尼康稍强一点,在28nm节点技术。

那么问题就来了,为何光刻机这么难制造,究竟难点又是什么,为什么卡住了这么多国家,这么多的厂商?

光刻机的原理是投影+单反,利用激光源照射,把光罩上的芯片电路图,投影到涂了光刻胶的硅基上,最后硅基上形成了芯片电路图。

其中最重要的两个元件似乎就是光源、镜头了,目前激光源主要是美国生产的,而镜头则是德国、日本提供的。

但这两个重要元件其实也并不那么重要,因为并没有限制出口,基本上大家都是能够买到的。真正厉害的是装配技术。

一台光刻机需要用到3万个以上的元件,这3万个元件要组装成一台光刻机,其中需要的装配工艺非常高,一般的企业和技术人员是达到不到要求的。

更重要的是,装配出来后,光源的分辨率要达到nm级别,比如5nm的芯片,就是5nm级别,这种精度,需要几十年,众多工程师来积累才行的。

更关键的是这个过程,要与芯片制造厂,不断的试验,磨合,配合才可以的,而ASML的大股东是台积电、英特尔、三星这些厂商,拥有最棒的合作伙伴,最好的试验场所,所以能够一直领先。

反观其它厂商,一是技术落后,本来就节点不够先进,那么与这些厂商根本就没有与台积电等厂商试验先进工艺的机会。

那么在这个过程中,就会一步落后,步步落后,很难追上来的,所以光刻机的发展,一定要伴随着芯片制造技术的发展,不能孤立发展的,这也是日本半导体落后之后,光刻机发展慢下来的原因之一。

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