国产90纳米光刻机可以干什么?:可能大家的目光被台积电和ASML(阿斯麦)吸引住了,以为芯片不用5nm工艺制程制造,都不好意思说自己是芯片,没有极紫外(:-光刻机
可能大家的目光被台积电和ASML(阿斯麦)吸引住了,以为芯片不用5nm工艺制程制造,都不好意思说自己是芯片,没有极紫外(EUV)光刻机,都不能说自己是芯片制造大厂。
90nm国产光刻机是目前我国最先进的光刻机,属于国家重大科技攻关项目。
但是,5nm工艺和极紫外光刻机都是高端货好吗,换句话说,全球也就是苹果、华为、高通等一只手都能数得出来的厂家在玩,即使这些土豪金厂家,也不是所有的芯片都用5nm工艺+极紫外光刻机的超豪华套餐,仅仅A14、麒麟1000、骁龙875等未来旗舰芯片在享用,至于中端的麒麟8系列、骁龙7系列,用的是低一个档次的工艺制程7nm。
即使在台积电这里,代工的大部分芯片看起来也是很“低端”的。
根据台积电2019财年第四季度报告,7nm在出货量中占比35%,10nm、16nm及以下工艺占出货量比例达到65%。
这是全球最先进晶圆代工厂的业务数据,到老五中芯国际这里,同样是2019财年第四季度,28nm及以下工艺占比达到99%,90nm及以下工艺占比达到46.8%,而且150nm及以下工艺比例达到39.1%。
连中芯国际这种能在全球排上号的晶圆代工厂,90nm及以下工艺比例接近四成,全国几百家冒不出头的芯片制造厂,90nm工艺妥妥的就是最先进的制造技术了。
如果将芯片制程工艺比作金字塔,塔尖是10nm及以上工艺,14nm及90nm就是塔腰,90nm以下就是塔基。
说到这里,国产90nm光刻机的战略意义就展现出来了。虽然它是低端光刻机,但打破西方技术封锁,可以保证绝大多数国产芯片制造厂不被“卡脖子”,国产的wifi芯片、蓝牙芯片、电源管理芯片、显示芯片、单片机、低容量存储芯片等大量低端芯片,可以说没有了后顾之忧,保证了国民经济的稳定运行(想想家电产品、汽车产品上的单片机,电视的机顶盒芯片,如果不能稳定国产,一卡一嗝屁是多么可怕的事)。
正因为如此,国产90nm光刻机的价值怎么说都不过分。
国产90纳米光刻机可以干什么?国产90nm光刻机可以满足大部分芯片制造的需要,只是对于要求较高的诸如计算CPU、手机CPU等达不到需求。
并不是所有的芯片都需要如此小的先进工艺制程,即使是高nm工艺制程同样可以满足需要,比如传感器、电源芯片、人机接口芯片、视频芯片等等,90nm的光刻机几乎能够满足市面上一般种类的芯片要求,而不需要诸如14nm、7nm等这样先进制程的光刻机。即使如英特尔的计算机CPU,也是14nm为主流,追求10nm工艺。
追逐低nm工艺制程的主要是手机CPU。这源于手机性能和功能要求的越来越高越来越多,需要在一小块芯片上集成越来越多的晶体管来满足复杂而庞杂的运算。就如高通芯片、华为、三星、联发科等手机CPU都已经实现了7nm的工艺,甚至追求更小的工艺制程。
国产90nm光刻机并不只是能够用户90nm工艺制程,也可以应用于110nm、280nm工艺芯片,这可以扩大市场上更多种类芯片的生产。更有甚者诸如中芯国际、台积电等芯片制造厂家可以利用现有设备,通过制造技术改造或升级优化,可以在现有高nm工艺设备上实现更低nm芯片的制造。比如中芯国际通过研发出N+1、N+2技术,达到可以制造接近或类似7nm工艺的芯片。
虽然ASML的高端光刻机是我们需要的,但在求而不得的情况下,即使是90nm的光刻机也显得珍贵。在国内诸如上海微电子、合法芯硕半导体、无锡影幻半导体、中科院、武汉光电国家研究中心等共同的努力下,更先进的国产光刻机应该能够出现。
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我来列一下目前90nm以上的一些常用芯片情况供大家参考
第一:目前几乎所有的电源管理芯片都是在90nm以上的工艺来生产,具体来说大家常用的手机充电器芯片主要都是用180nm工艺生产的
第二:基本所有的中低端MCU(速度功耗要求不太高的微处理器),都是采用90nm及以上工艺生产
第三:大部分指纹识别芯片,LCD驱动芯片也都是采用180nm工艺生产
90nm的光刻机,可以用来做电源管理芯片、LCD驱动芯片、WiFI芯片、射频芯片、各类数模混合电路等等。也就是,90nm工艺的芯片完全可以满足国民生产需求。芯片有几十万种,可以说70%的都是中低端光刻机生产的。
目前,光刻机市场几乎被荷兰ASML、日本尼康和佳能、我国的上海微电子垄断。其中ASML垄断了高端光刻机市场份额,日本的尼康和佳能处于中低端市场,而上海微电子只有低端光刻机市场。
上海微电子成立于2002年,成立之初曾被ASML嘲笑“即使把图纸和元件都给你们,你们也装配不出来”。经过多年的自理更生和艰苦奋斗,上海微电子成功量产了90nm制程工艺的光刻机,而且价格远低于竞争对手。
不过,我们也要看到差距,早在2004年,ASML就造出了90nm制程工艺的光刻机,ASML最先进的是7nm EUV光刻机,可以用于生产5nm工艺的芯片。也就是说,上海微电子与ASML仍然有十多年的差距,而且光刻机工艺是无法跳跃的,没有攻破65nm,是无法进行下一代光刻机研发的。
上海微电子与荷兰ASML的在光刻机领域的差距,本质上反映了我国与西方精密制造领域的差距。一台顶级的光刻机关键零部件,来自不同的西方发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承,法国的阀件等等,最麻烦的是,这些关键零部件对我国是禁运的。
上海微电子也是一家系统集成商,关键零部件并不是自己生产,来自不同的厂商。目前的政策是,做好中低端光刻机,毕竟很多芯片并不需要高端、顶级的光刻机,做好了中低端,生存下去,慢慢培养国内零部件厂商,一点一点的往上做,总会有所突破的。
总之,我国的光刻机起步晚,同时遭到了西方国家的技术封锁,所以目前制造的光刻机主要集中在90nm及其以下制程工艺的芯片制造。我国的中芯国际在2018年就成功预定了一台荷兰ASML的7nm EUV光刻机,然而因为很多原因的阻挠,至今未收到这台光刻机,这也印证了那句话“自己有的才是真的,只有你突破了技术,就没有人能卡住你的脖子”。
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由于90纳米身大力不亏,不怕浪涌电磁,故多用于工业生产自动控制和台式机,以及某些军工产品。
而对于手持式设备,因重量,体积,耗电量,发热,运算速度,功能等方面的需求,现多采用14纳米以下工艺制造芯片,目前主流是7nm,并且趋势是往5nm方向走,这就是美国制裁华为的抓手。
我有一计可破ASML技术封锁,位于武汉市临空港区的弦芯公司有一台7nm光刻机睡大觉,该公司现资不抵债,若华为通过债务重组,即可拥有该机,至于操作的人员,华为人事部门轻车熟路,可用钱解决的就不是问题,而且被美国制裁到极限也无所谓制裁。最大的问题是打枪的不要,悄悄的进行。机子到手后,关门大生产,闷声发大财。手机源源不断地出货,不用操心,我库存足哈!
90nm光刻机可以做什么,很简单!
直接看看国内唯一能量产90nm光刻机的厂商上海微电子当前出售给哪些企业就能明白了。
目前国内最先进的光刻机就是上海微电子产的使用ArF光源的90nm光刻机,具体型号为SSX600系列,该机型为IC前道光刻机,可应用于90nm关键层和非关键层的前道IC制造需求,同时向下兼容也可用于110nm、280nm这样制程的光刻工艺,这样的也就意味着可用于8寸线或12寸线的大规模工业生产。
2019年上海微电子光刻机销量大约是50台,这个数字和2018年基本持平,主要客户基本都为我国国产半导体生产企业。
现在我们可以大致来看看这些光刻机具体卖给了国内哪些厂商(光刻机上下游产业链)。
后道光刻机用途:在早前的公开报道中上海微电子的光刻机曾出售给了我国的长电科技,这家企业的主营业务是芯片封装测试。因此上海微电子出售给长电科技的光刻机应该是IC后道光刻机,这类光刻机主要用于芯片封装。
目前上海微电子在后道光刻机这个领域已经占了国内80%的市场份额,并且有一部分出口海外也取得了很不错的成绩,全球市场份额40%。
前道光刻机用途:那么上海微电子90nm前道光刻机主要用来干什么呢?前道光刻机主要应用于芯片制造生产,也就是大家熟悉的荷兰ASML光刻机的功能。因此上海微电子的光刻机可以用来生产各种工艺要求不高的芯片上,也就是这些光刻机将卖给国内的一些芯片晶圆代工厂(大家熟知的台积电也属于此类厂商),比如中芯国际、华润微电子、华虹、武汉新芯等等。
这些代工厂通常会生产NOR Flash(嵌入式非易失性存储器)、CMOS图像传感器芯片、电源管理IC、功率器件、射频芯片等等。
然后这些芯片将会应用于各种终端设备之上,包括我们最常见的手机(里面有射频芯片),电脑以及智能家居设备等等。
Lscssh科技官观点:
综合起来说,90nm光刻机虽然是低端光刻机,但是在半导体生产领域一样有着庞大的需求。事实上高端光刻机的应用领域还是相对较窄的,基本上只集中在电脑芯片、手机芯片这些对制程有高度要求的领域。
当然,我国在光刻机这个领域显然不能一直呆在低端市场,未来还是需要努力自研尽快将提示水平追上高端领域。
感谢阅读,我是只说真话,从不瞎说的AI科技猿。
开篇点题,90nm现在是国内低端芯片的主要生产工艺,90nm光刻机依旧起着重要作用,高端光刻机依旧被国外垄断。
光刻机工作过程大概是:首先将像华为样的设计公司IC部门提供的麒麟芯片电路制作掩膜板,然后利用透镜将处理过的掩膜版上的电路图按比例缩小,最后用稳定的光源将其映射的硅片上。
别看过程不过百字,但这中间要求测量台移动是纳米级精度,光源稳定,掩膜板制作精度要十分精准,光源映射多次时光学误差要尽量小。光原和透镜有多难,ASML的透镜是进口德国的蔡司,光源进口美国的Cymer。即使ASML也要靠进口。
而由于技术封锁,我们很难从国外进口到如此高精尖的技术。
自从“中兴事件”只有,芯片和操作系统的落后被“缺芯少魂”概括。让大家自豪的最新华为麒麟990采用的是7nm EUV技术。同时,ASML扣押7nm光刻机的消息更是让国人愤慨。但作为国内芯片加工代表的中芯国际和华虹集团他们的工艺怎样?
我们以中芯国际为例,中芯国际的整个营收都集中在中低端工艺上。根据中芯国际的财报显示,90nm占了50%,如下图:
90nm工艺可以生产的芯片有很多,比如蓝牙芯片,电源管理芯片等。
感谢您的阅读!
我们的光刻机才使用90nm,据说相当于04年奔腾4的技术。
而目前市面上,最强的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机,而且台积电、三星都在不断的加深技术的进步,甚至在往3nm,1nm等等不断突破摩尔定律的方向前进。
其实,上海微电子,现在SSX600系列步进扫描投影光刻机,使用的是四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术,以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术,该设备可用于8寸线或12寸线的大规模工业生产。
其实,上海微电子已经非常出色了。特别确实,前道光刻机、后道光刻机、制造LED/MEMS/功率器件的光刻机和制造TFT液晶屏的光刻技术都有研究,你看到这里就知道90nm光刻机的应用场景了。
特别是后道光刻机,国内占有率高达80%,大部分客户来自于世界上排名前十的封测大工厂。你以为的90nm没有任何用处,实际上上海微电子已经在某些领域做到了排头兵,特别是它已经在销售了,很多企业都在做实验,研究等等。
确实,中芯国际的N+1方案可以媲美7nm工艺,可是离真正的7nm还是有一段距离。90nm虽然不能够完全符合我们对于光刻机的需求,可是你也不能忽略它的优势。
未来我们只要打破束缚,才可能真正的走上一条不一样的路。
啥也干不了,没有japan,USA等北约成员国的光刻胶及精密电容器。90nm的光刻机就是一堆设备仅此而已。一台设备的运转需要原材料及技术人员的良好操作才能发挥效能。和平时期,你买光刻胶没有问题,紧张时期就难说了。有人说,咱们研发精密电容器和光刻胶不就得了,可是人家把价格压的很低,以至于你压根没有研发的动力,有人说既然这些材料及零部件不贵,那我们花钱买不就得了,话是这么说,这些战略性材料都是实行配给制,人家出售给你的东西开封条都需要厂家开封条,而且光刻胶还要即刻注入光刻机里面,让你无法私自搞库存。
说句实话,国产90纳米光刻机应用中什么都做不了,不能用来做手机CPU芯片,损耗太大性能太低,90纳米的光刻机还处于上个世纪的水平。
百科:光刻意思是用光来制作一个图形(工艺); 在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程
中国在六十年代才开始进入半导体的工业时期,最早的一台光刻机如下图,说明中国其实在半导体行业也有一定历史,不算开始的太晚。
有一段时期,世界都被困在了光刻机的瓶颈接近二十年,但是荷兰某博士及其团队居然想到了解决方式,这就是ASML发力的时候,同时三星,台积电英特尔都入股了,从此,ASML领先世界二十年光刻机水平,而中国在这个时期反而没有对半导体投入过多资源,落后的种子在这里就被埋下。
到了二十一世纪,中国才感觉到光刻机的重要性,于2007年,国产90纳米光刻机才被上海微电子研发出来,而且一举跻身第四位掌握光刻机技术的公司,说明全世界除了那几个早已在光刻机行业打磨的公司,其他公司也没有什么进展,这是个垄断性极强的技术。
到了如今,中芯国际有了14纳米芯片,虽然很多不足之处,但是华为和中芯国际的联手,一定可以飞得更高。
我们看一下百科怎么说光刻机:
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
要对一个这么小的芯片进行这些复杂工序,这是个极其精密的技术,媲美航空发动机的存在。
看下面ASML公司的光刻机图片就知道,光刻机这光的折射反射以及各种物理变换,不是普通的工艺可以做出来的,这是需要理论和实践支撑。
华为创始人任正非其实已经说过一句个人也完全认同的观点:
“自研芯片光砸钱不行,企业更需要物理学家、数学家等。”
是的,光刻机的研发不是说砸钱就有效果的,国内无论是官方研发部门还是巨头科技企业不差研究经费,但是缺的是精通物理和数学的顶级科学家,缺的是人才,毕竟最精密的光刻机也是人造的,只不过核心技术在荷兰手上。
宇文哥习惯性总结:
90nm,14nm依然不是终点,中国想要突破光刻机的壁垒,华为和中芯国际都在努力但是还远远不够,人才才是核心技术的发动机,好好读书为科学献身吧朋友们。
我是“极客宇文氏”,一名热心有料的互联网观察家
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