上海微电子28nm光刻机
中芯国际刚刚公布了今年第一季度的财报,营收和利润双双大幅度增长,这在大家的预料之中,在全球芯片短缺的大背景下,预计本季度中芯国际还将继续保持高速增长的势头。
但这种快速的增长当中还是有一些隐忧,中芯国际也表示,由于采购美国相关产品和技术时受到限制,今年下半年依然面临不确定风险。而且从技术节点上来看,40nm及以上制程是主要的收入来源,28nm和14nm工艺占收入的比重不足7%。打造和完善国产芯片产业链,突破高端芯片领域“卡脖子”的难题,对中芯国际等国内半导体企业的持续稳定发展,仍然十分关键。
芯片的产业链非常庞杂,我们在设计、封测等领域已经有一些局部突破,比如华为在芯片设计上已经可以和高通、苹果等领先企业相媲美,但在芯片制造方面,由于受到众多设备、材料和复杂工艺的影响,自主生产的能力还非常弱。导致美国一纸禁令,就能让华为设计的高端芯片无法生产,其智能手机等消费者业务陷入困境。
鉴于此,大家对于芯片的国产化,最关心的就是芯片制造设备的国产化,这其中最主要的就是光刻机。一是因为光刻机是芯片制造最为关键的设备之一,二是因为这也是当前被“卡脖子”的设备,中芯国际订购的ASML公司EUV光刻机无法发货,已经严重影响到了7nm以下的先进制程工艺研发。
于是乎,很多人都希望先进的国产光刻机能够尽快面世。中科院去年提出要“把卡脖子清单转化为任务清单”,集中精力解决一批“卡脖子”的难题,其中光刻机就被作为例子专门提了出来。
在我国光刻机设备领域,实力最强的当属上海微电子设备公司了,目前已经实现了90nm制程的光刻机量产,并且去年就有消息透露,上海微电子将在今年上半年推出28nm的光刻机,可能会交给中芯国际试用。
如今已经是五月中旬,上海微电子的28nm光刻机进展如何,却迟迟没有官方的正式消息。有人猜测可能是在光源或者光学模组上面遇到了困难,也有消息称28nm的光刻机可能会在下半年才能下线。
不过,最近日经亚洲一篇关于我国芯片产业链实力调查的文章,终于透露了上海微电子28纳米和14纳米光刻机最新进展,不但28nm光刻机要来了,甚至14nm光刻机也已经突破,情况确实令人振奋。
根据芯东西援引的调查文章,在前不久的上海国际半导体展(SEMICON China 2021)期间,通过对国内20余家半导体设备厂商的调查采访,发现我国的半导体产业链主要还是集中在一些成熟制程产品,有关设备相比先进制程芯片生产设备要落后两到三代,这是现实的差距。但也有一些令人欣慰的消息。
比如在半导体制造中非常关键的设备刻蚀机,中微半导体完全实现了用于14nm和28nm芯片生产的设备量产,并且已经能够提供用于5nm芯片生产的刻蚀机了,还获得了台积电的认可和支持。上海微电子的支柱产品虽然还是90nm制程的光刻机,但有关工程师表示,“用于28nm和14nm芯片生产的光刻机成品率还有提升空间”。这也意味着,用于28nm和14nm芯片生产的光刻机都已经造出来了,只不过成品率还没有达到预期,还在完善和提升中。
这当然是令人振奋的。差距虽然还是很大,但至少我们可以做出来了,这就是对付“卡脖子”的重要砝码,我们在短期内就获得了之前多年时间都未曾取得的重大成绩,如此快速的进步也让我们看到希望就在前方。
实际上我们的进步,ASML这些光刻机巨头也是看在眼里的,它们的内心也会着急,担心一旦我们技术突破追赶上来,它们或将失去大量的市场。所以ASML最近也频频主动示好,包括在国内投资售后工厂、与中芯国际达成了采购协议延长、努力寻求向中芯国际出货EUV光刻机,等等。
最近ASML的负责人还表示,对中国的芯片出口禁令,伤害最大的恰恰是欧美半导体行业,他甚至预测,15年之内,中国将会追赶上来,有能力生产任何产品。
虽然我们能不能在15年内追上ASML还不敢确定,也不能因为有一点点进步,就否认国产芯片供应链还有相当长的一段路要走。但上海微电子在14nm光刻机上的突破,还有前不久龙芯公司潜心二十年推出的自主指令架构集,都进一步说明,只要我们能够坚持不懈地努力,“卡脖子”的难题终究会一个一个地被解决掉。
解决掉一个,我们的主动权就会大一些,底气就会足一点。
热点早解读:28nm光刻机有消息了。不管前途几何,都不能放弃
一、热点消息
今年,我国半导体产业已有不少好消息陆续传出。
被提及最多的光刻设备方面,近来有消息称上海微电子即将于
2021年交付首台国产的 28nm 光刻机。
再来看,之前的美国的制裁吧:
5月12日,美国半导体制造商LAM、AMAT等公司发布函件,要求中国的军用产品代工厂不得使用美国半导体来生产军用集成电路,同时启用“无限追溯”;5月15日,美国商务部产业安全局将华为及其在“实体清单”上的关联公司的临时通用许可证延期了90日,要求华为设备使用商者尽快寻找替代商。
二、形势不容乐观,但是28nm够用么?
很多人默默地打开了自己刚刚购买的新电脑
查看配置,处理器选项。
什么!才28nm,老子的锐龙处理器都7nm了,
停停停,先听我说完
或许在许多人看来28nm制程工艺相比7nm还相差甚远,
但实际上是一个分界点,
像是物联网、家电、通信、交通、航空航天等领域,已能满足
那就是满足了市场上的大部分需求。
从2019年全球晶圆代工产能分布,
包括我国每年进口的3000亿美元芯片中也可以看到,
28nm以上制程才是主流。
所以,这意味着
一旦完全掌握28nm芯片制造技术,我们很大程度上就能满足国内发展所需。
现在知道了吧,这比自己玩得爽的手机、电脑可不一样。
三、我们的芯片大多来自哪里?
1、我们拿货真多,却不能自给
根据第三方数据,仅2019年我国的芯片进口额就突破千亿美元,
作为全球最大的芯片进口国。
但是,我国每年的芯片自给率却不足30%。
2、谁掌控了这芯片
为了改善这一局面,不少企业投身芯片行业,但在芯片制造领域却很难有突破,
其中,最最主要的拦路虎,就是大BOSS“光刻机”
而在光刻机领域,荷兰ASML是当之无愧的巨头。
在华为被接连的芯片被动挨打中,他们俩的名号也算了普及到很多人了。
全球范围内能够生产出高端芯片的光刻机,只有荷兰ASML ,
大家记住哈~它是唯一的,
而且还每年限制产能,所以想给谁,想多少钱给,它说的算。
四、我们得自己造呀
1、放心,已经再造了
今天只说他们家。
好在,经过十余年的发展后,我国在光刻机领域也诞生了一位新巨头。
上海微电子装备有限公司,2002年开始生产研发光刻机
在短短18年里,他们创下了3200项专利,
成功打破技术封锁,造出中国最先进的光刻机,
目前,已经实现90nm光刻机的量产。
哎!反正你们看不上,
那不如我再多说一点。
2、那什么水平?
只相当于荷兰ASML15年前的水平!
但是,
ASML光刻机的技术虽然先进,但集结了以美国为首的多国结晶,
例如美国的光学设备、德国的蔡司镜头。
多达5万多零部件,也大多依赖进口。
上海微电子,生产的光刻机设备却是自主研发和创新。
民族热情高涨,来点掌声!
3、怎么解读这28nm
对内:政府的扶持(列入国家863重大 科技 攻关计划,国家重大 科技 专项02的项目之一),
对外:《瓦森纳协定》对华高 科技 出口管制。
与ASML的众星捧月不可同日而语。
公司高层在接受采访时表示:
“2007年,当光刻机的第一束光曝出来时,我们都热泪盈眶。”
“没有人才团队,没有技术积累,没有配套的供应链。
西方国家对这一技术限制很多。”
目前,团队还在超1000个技术与管理人才的共同努力下,全力追赶ASML,
而光刻机制造对资金以及技术积累要求苛刻,请多给一点时间!
虽然即便是28nm技术。
但倘若28nm沉浸式光刻机可顺利交付,
这将把我们的芯片事业推进到一个崭新的高度。
未来可期,未来可待!
国内“巨头”打破垄断,光刻机迎来希望,核心器件已研制成功
中国的半导体产业虽然谈不上落后,但也算不上先进,有像华为海思这样闻名全球的芯片公司,也有崭露头角的汇顶 科技 、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的,中国的芯片公司主要只是掌握了设计。
整个半导体产业链规模是十分庞大的, 从EDA到芯片设计、芯片制造,到最后封装测试,所涉及到的公司不计其数。 而在中国大陆,半导体产业主要存在于芯片设计这块,我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计,并未参与到制造过程中。
中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产,如咱们熟悉的台积电,不仅是麒麟系列芯片的代工厂,还是苹果A系列芯片的代工厂,也就是说, 台积电是芯片设计公司的上游供应商,而在台积电的上面,还有更上一级的供应商,那就是半导体设备商。
整个半导体制造产业中,最核心的设备就是光刻机, 因为缺少了光刻机,中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。 相比之下,台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了,所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了,中国已经开始追赶了。
投影物镜、工件台和光源,这是制造光刻机的三大核心子系统,对自主生产光刻机有着至关重要的作用。 早在2001年的时候,荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统, 极大的提升了光刻机的产能,从原本单工件台的80片/时,提升到了270片/时。
就在那时候,ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0*1微米,而中国光刻机分辨率还处于0*8到1微米,而且缺乏产业化,主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出,引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。
朱煜当时就认定,中国必须掌握这样的顶尖技术,因为这是强大的技术壁垒,双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。 在这样的背景之下,朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作,2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。
但在后续的研发过程中,朱煜团队又陷入到了瓶颈之中,从2004到2008年,团队一度因为研发经费不足而几乎停滞,好在2009年“02专项”开始实施,团队才再次获得科研经费,从这时开始,朱煜团队开始重点研发双工件台。
为了加快产业化进程,2012年朱煜等人成立了华卓有限,也就是如今的华卓精科,经过长达8年的努力,朱煜团队终于开始收获回报了。 2016年华卓精科研制成功两套α样机,这也是“02专项”光刻机项目群中,首个通过正式验收的项目。
如今在朱煜等人带领下的华卓精科,成功 打破了ASML长达20年的双工件台垄断, 成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划, 华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台,朱煜表示,这款产品的售价约为6000万元。
目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单,公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨,因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户,而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。
需要注意的是,尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额,华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为,工件台属于核心技术,不对外销售,因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。
总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻, 首先是客户单一化,成为了企业营收最大的难题;其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机,只能满足90nm工艺需求, 对于日渐提升的半导体产业而言,意义还是很有限的。
所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破,还得看后面上海微电子能够做得怎么样。 据悉,上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付,其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。 真心希望如外界所言,国产光刻机能够在2021年迎来新的突破!
