是的为什么中国造不出光刻机,目前我们不缺钱,但光刻机这东西就算我们投入再大,整体的工业科技水平跟不上,达不到生产制造光刻机的要求也还是没有用。现在,我们最缺的就是时间!
什么是光刻机?大家可能都见过芯片的样子,就是一块黑乎乎的小块,小的只有指甲盖大小,但其实指甲盖甚至不如指甲大的芯片里,是集成了数以亿计的电子器件和数公里长的导线的。当然,要在这么细小的空间里放进去数量如此庞大且精密的元器件和导线,人工肯定是做不到的。
所以这就要用到光刻机,芯片生产制造中最重要的一个环节,就是要使用光刻机将复杂的电路结构印到晶圆上。
光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶,再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过掩模照射在硅片表面,被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射的光刻胶, 就实现了电路图从掩模到硅片的转移。
而光刻机所使用的曝光光源为紫外光,目前使用的能曝光最精细电路的紫外光是极紫外光(EUV),这种光刻机也被称为EUV光刻机。可以这么说,没有光刻机,就没有芯片。没有高端光刻机,就没有高端芯片。
什么是光刻机的制程?光刻机有一个很重要的性能参数——分辨率,这个分辨率就是指对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度,一般用纳米描述,也就是芯片的制程。
我们知道东西越做越小,但是元器件确实越加越多,这是矛盾的,所以需要更高的集成度,这就要求光刻机需要打印的电路越来越精细度,也就是分辨率不断提升。7nm到5nm,再接下去就是3nm,集成电路的精细度越高,生产工艺越先进,芯片性能越强。
中国为什么造不出一个光刻机?首先,光刻机并不是简单的一台仪器,光刻机包含各个学科的精华,数学、光学、流体力学、机械、精密仪器、高分子物理与化学、自动化、图像识别等等。实际的光刻机也不是一个国家就可以造出来的。
都知道生产光刻机的一哥是荷兰,但是美国为什么能控制它不卖给中国呢?那是因为里面有美国的技术,作为传统的科技大国,美国的技术早已经广泛地渗透到全球各个产业链的很多环节。
但即使是美国这样的科技大国,它也无法单独生产处高端光刻机。荷兰的光刻机可以说是科技全球化的典型产物,这里面是全世界各个领域高精尖的结合。
光刻机的蔡司镜头和机械工艺是德国的,光源设备来源于美国,光学器材技术来自于日本,制程分配技术由美国的英特尔、中国台湾的台积电、韩国三星等一并提供,此外,轴承来自于瑞典,阀件来自于法国。
中国,作为一个后面才发展起来的国家,虽然科技取得了巨大的进步,经济也到达世界前列,但整体工业科技水平还不足以制造出高端光刻机,这不是钱可以解决的。
结语垄断、封锁,这也不是第一次了,以前原子弹都可以造出来,现在没理由被光刻机难住,时间问题而已。
光刻机的难点是“技术封锁”,光刻机的关键部件来自不同的发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承等,关键是这些顶级零件对我国是禁运的。我国的中芯国际早在2017年就预订了一台ASML的7nm制程工艺的光刻机,由于很多原因,至今仍未收到货,可以说“有钱也买不到”。
光刻机的技术难度 目前,光刻机领域的龙头老大是荷兰的ASML,占据了全球80%的市场份额,而最先进的EUV光刻机只有ASML能够生产,光刻机的技术门槛极高,是人类智慧大成的产物。
ASML光刻机90%的零件来自对外采购,德国的光学设备,美国的计量设备和光源设备,而ASML要做的就是精确控制,7nm EUV光刻机有13个系统,3万个部件,动作要非常精准,将误差分散到这13个分系统中。
奇特的合作模式 ASM还有一个非常奇特的规定,只有投资了ASML,才能获得优先供货权,也就是说自己的客户需要先投资自己才行,这种合作模式ASML获得了大量的资金,英特尔、三星、台积电、海力士在ASML都有可观的股份。因此,光刻机本来就供不应求,ASML未来几十年的订单早已被预约完了。
瓦森纳协定 西方有个《瓦森纳协定》 ,我国只能买到ASML的中低端产品,出价再高,也很难买到高端设备。
中芯国际早在2017年就预订了ASML最新的7nm制程工艺的光刻机,先是由于失火,导致订单后延,然后是因为美国方面的干扰,搬出了《瓦森纳协定》阻挠ASML向我国出售最先进的光刻机。
我国的光刻机 我国生产光刻机的厂商是上海微电子,主要集中于低端市场,稳定生产90nm及其以下的制程工艺,距离ASML的7nm制程还有很大的差距。
虽然,上海微电子还未能够在高端光刻机市场有所突破,但是从无到有,在低端光刻机市场占据了垄断地位,所以上海微电子是值得大家尊敬的。目前,上海微电子正在向高端光刻机方向发展,据说已经突破了24nm制程工艺的关键技术,利用低端市场所赚取的利润,去支持高端市场研发,是可行的路线。
总之,“自己有的才是真的,只有突破了技术,才能不被卡脖子。”美国针对华为的种种行为,充分证实了这句话。
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