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中国28mm光刻机明年如交付,会对世界电子产品格局有什么影响?

2020-07-29 09:32阅读(543)

中国28mm光刻机明年如交付,会对世界电子产品格局有什么影响?:????2021年,上海微电子交付28nm光刻机,我国主流的半导体芯片可以实现“自主可控”,利用双工作

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    2021年,上海微电子交付28nm光刻机,我国主流的半导体芯片可以实现“自主可控”,利用双工作台进行多次曝光的原理,有生产7nm制程的潜力,将在短时间内解决国产芯片的制造难题。



    28nm光刻机是否靠谱?

    2021年,上海微电子交付28nm光刻机是否靠谱呢?毕竟上海微当前最先进的光刻机是90nm,2007年实现了交付,时隔13年,才实现了28nm工艺,是什么原因造成的呢?


    首先要说清楚的是,上海微电子也仅仅是系统集成商,关键零部件来自于外来,而不是自己生产。荷兰ASML最先进的EUV光刻机,90%的关键零部件来自于外来,美国的计量设备和光源、德国的镜头和精密仪器、瑞典的轴承等等,最麻烦的是这些精密仪器和配件对我国是禁运的。也就是说,上海微电子要造出28nm光刻机,只能等待国内供应链的成熟。



    目前,中微半导体推出了5nm制程蚀刻机,ArF光刻胶实现了国产化,北京科益虹源光电突破了关键的光源系统,国望光学突破了镜头工艺,华卓精科突破了浸入式双工作台等等,上海微电子负责控制系统和总装。


与荷兰ASML的差距

    目前,荷兰ASML最先进的EUV光刻机,可以生产5nm制程工艺的芯片,下半年发布的麒麟1020处理器、苹果A14、骁龙875处理器将会采用5nm制程工艺,进一步提升了手机处理器的性能,并且降低了功耗。上海微电子的28nm光刻机,至少还有10多年的差距,而这么大的差距,短时间也是无法弥补的。


    原因1:西方国家有一个《瓦森纳协定》,最先进、最尖端的技术对我国是禁运的,最先进的光刻机集成了全球最先进的技术,由于受到了技术封锁,我国无法进口这些设备和技术。

    原因2:像高端的EUV光刻机,我们是很难模仿的,荷兰ASML将数百家公司的技术整合在一起,有80000多个零件,非常复杂。不仅如此,来自德国蔡司的镜头是专门为ASML生产的,世界上没有一个国家的公司可以模仿,而且EUV光刻机装有传感器,一旦检测到异常发生,就会响起警报。





    总之,上海微电子虽然突破了28nm制程工艺,然而距离荷兰ASML的EUV光刻机还有很大的差距。虽然,我国有强大的制造业,模仿能力也超强,然而在技术经验积累、人才储备、配套零部件方面还远远不足。

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现在电子产品的芯片制程已经达到了10纳米,7纳米正在向着5纳米和3纳米制程工艺进发。目前世界电子产品界对极紫外EUV光刻机需求较大,而对深紫外DUV光刻机的需求没那么大。说句不好听的话28纳米工艺制程已经落后了,因为它是2011年时的技术,距今已经过去了9年。即便是上海微电子将于2021年交付制程为28纳米的光刻机,那对制程工艺要求苛刻的电子产品来说影响也不大。

因为芯片的制程工艺越小,就意味着其功耗越低,性能越强,散热能力越强。就拿高通骁龙855和845处理器来说,高通骁龙855处理器采用的是7纳米制程工艺,而高通骁龙845采用的是10纳米制程工艺,但是855处理器的性能要比845强了45%,图形处理上强了20%。除了设计带来的性能提升外,其他就全靠制程工艺了。所以说,电子产品对制程工艺的追求是无止境的,越低越好。

或许,国产28纳米制程的光刻机对电子产品没有影响,但是对于其他对制程工艺要求不高的行业影响还是挺大的。如:国防工业,运营商基站芯片,工业芯片,超级计算机。只要有了28纳米制程工艺的光刻机,那么国内以上这些行业所需要的芯片就不会受制于人,完全可以实现独立自主。当然除了实现独立自主之外,还可以将以上行业芯片的性能提高一个级别。由此可知,量产28纳米制程工艺的芯片,对国内的制造业,国防工业有着重大的意义。虽说在商业应用上被国外卡脖子,但是涉及到重要的国防工业,重工业可以做到独立自主已经不错了。

在国外制裁的今天,国产28纳米制程工艺的DUV光刻机的部件全部是国产的。其重要的镜头组来自于国望光学,掩膜台应该来自国内哪个企业还不清楚,不过清华大学在2014年就制造出了工件台样机,并且指标实测达到MA2.2纳米,MSD4.5纳米,我国也是世界上第二个,掌握该技术的国家。在7年之后的2021年,国产工件台的精度在上一个台阶也没有大问题。说到DUV光源技术,我国称第二,没有哪个国家敢称第一。毕竟KBBF晶体的技术领先国际1-2代,制造出合适的光源也不存在难题。在光刻机三大重要部件都突破后,制造出28纳米制程工艺的光刻机也就顺理成章了,可以说,在11纳米制程工艺之前的技术,国内都不会被卡脖子了。

要知道,米国可以为了一己之利,全力制裁一个企业,这就让世界各国看清楚了米国的面具下藏的真实意图。我国在28纳米制程光刻机突破后,完全可以对外出售到那些害怕被制裁的国家,以打出光刻机出口的一个突破口。趁着全球各主要强国在产业上去美国化的进程,加紧研发更先进的光刻机,以实现对外出口。总体而言,国产28纳米制程工艺的光刻机,对现有的电子产品领域造不成什么影响,但是对于国内相关企业的意义是十分重大的。

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这可以用里程碑来看,拿一个历史事件来比就是孟良崮战役,这是半导体产业科技的孟良崮战役。孟良崮战役标志着国民党军的核心主力之一被消灭了。中国28纳米光刻机交付标志着半导体产业的一个核心技术的突破,这个突破虽然离中国掌握最高端的光刻机EUV这种5纳米,3纳米光刻机还有距离,但是离突破最高端的光刻机时间不远了,因为这种技术的核心工程问题已经解决了。

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【中国28nm光刻机明年交付?会不会让我们摆脱西方技术对我们的束缚?】

这个消息内容是——上海微电子装备股份有限公司,宣布将在2021年至2022年交付国产第一台28nm的immersion式光刻机。你可能觉得ASML的7nm EUV已经退出这么久了,怎么上海微电子才推出28nm工艺呢?有什么可以骄傲的呢?

实际上,我们必须知道的是,虽然和荷兰ASML的28nm工艺有一段距离,但是你必须知道的是,上海微电子目前正在销售的是90nm工艺制程。因此,你可以知道的是从90nm到28nm这一段路程确实非常的艰难。

而上海微电子的封装光刻机技术,现在已经成为封测龙头企业的重要供应商,并且在国内市场占有率高达80%,更是在全球市场占有率达40%。因此,在国内光刻机领域,它是重要的一环。

但是,我们必须要知道的是,我们现在虽然已经突破了28nm工艺,可是别高兴的过早。因为,我们现在的28nm工艺制程和ASML的7nm EUV的差异还是很大的。

虽然有消息称,通过技术能够让它能够实现7nm工艺制程,但是必须知道的是,这种差异性确实目前还会有制约。

ASML为何独树一帜?这种情况是多方面造成的。我们知道ASML实际上因为多种因素获得的成功——

1.它将多家企业作为它的股东,获得了资金的投入,同样也获得了更为先进的技术。比如英特尔,三星,台积电都是ASML的股东,因此它们的支持,能够让ASML带来更强的资金方面的优势。

2.它使用了多家技术的合集,在它身上有8万多个零部件,来自全球多家公司,比如说德国的镜头,美国的光源,这些技术确实让他成就了独一无二的ASML。

同样因为【瓦纳森协议】的束缚,我们在技术发展中心也受到一定的限制,这种限制确实对于我们整体的发展,特别是光刻机的发展,产生了极为重要的影响,也束缚了我们在光刻机方面的进步。但是,上海微电子的28nm工艺,实际上给了我们更多的机会打破束缚,为未来我们技术的进步,以及打破西方的禁锢,提供了非常好的机会。

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一直以来芯片都是制约我国先进制造业发展的一个重要瓶颈,因为目前我国自己没法生产出高端的芯片,而我国之所以没法自己生产高端芯片,因为我们没有高端的光刻机。

2019年之前我国自主研发的光刻机已经实现并量产的只有90纳米,45纳米以上的光刻机还处于实验或者研究阶段。

不过最近一段时间我国传出了好消息,由上海微电子自主研发的28纳米工艺沉浸式光刻机目前已经取得了突破,预计在2021年到2022年将交付第1台机器。

我国光刻机技术直接从90纳米工艺越过45纳米,直接跳到28纳米,这个进步确实是非常明显的。

不过28nm光刻机跟目前全球最顶尖的7nmEUV光刻机仍然有很大的差距,基于7nmEUV光刻机,目前台积电已经开始量产5纳米的芯片了,所以即便我国研发出28纳米的光刻机,但短期之内想要解决7纳米以上的芯片难度仍然是非常大的,未来我国7纳米以上芯片仍然严重依赖进口。

但我国研发出的28纳米光刻机,我个人认为对电子产品市场会有一定的影响,只是影响不会太大。

我国作为全球芯片消费最大的国家之一,每年有大量的芯片都依赖进口,比如2019年一年我们进口的芯片就达到2万亿人民币以上,在这些芯片当中既包括高端的芯片,也包括了一些中低端芯片。

假如未来我国28纳米光刻机正式投产了,那么我国芯片产能将会大幅得到提升,而且能够自主生产的不仅仅是28纳米的芯片,还有可能包括更高工艺的芯片。

虽然28纳米光刻机跟目前ASML7纳米光科技仍然有很大的差距,但是28纳米的光刻机通过工艺上的改进,并通过多重曝光之后,是可以生产出比28纳米更高工艺的芯片的,配合工艺改进,28纳米的光刻机可以用来生产14纳米、12纳米甚至是7纳米的芯片。

假如未来基于28纳米光刻机能生产出10纳米以上的高端芯片,那么我国就可以减少对芯片的进口依赖,这样我国生产的一些电子产品成本就有可能出现下降。

毕竟对于各种电子产品来说,芯片的成本是比较高的,如果芯片的生产成本降低了,那么电子产品的整机价格也会跟着下降,这对于整个电子产品来说无疑会产生一定影响。

不过目前全球的电子产品朝着越来越高端化发展,电子产品所使用的芯片工艺越来越高,特别是对于手机这些更新换代比较快的电子产品来说,我国生产出的28纳米光刻机其实不会有太大的影响。

因为对于各大电子厂商来说,他们想要维持市场的竞争力,就必须使用最先进的芯片工艺,特别是对于头部手机厂家来说,想要维持市场竞争力,他们每年都会推出新的旗舰机,而这些旗舰机所搭载的都是当前最先进的芯片工艺。

而目前全球已经实现5纳米芯片的量产,未来几年3纳米甚至2纳米芯片都有可能量产。

在这种背景之下,即便我国生产出28纳米的光刻机了,但是跟国际顶尖的芯片水平仍然有很大的差距,所以我国芯片还有很长的路要走。

但是我国能够从90纳米光刻机直接突破到28纳米,这是一个非常明显的进步,我相信按照目前我国对芯片的投入以及各大企业对芯片的重视程度,未来我国光刻机研究肯定会取得更大的进步。

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我国28nm光刻机一旦下线量产,对我们的芯片制造产业会带来巨大影响,而我们半导体产业的发展必将影响整个世界半导体行业的走向。

28nm光刻机可以做什么?

很多人可能以为28nm光刻机可能只能做28nm的芯片,事实上这种理解是完全错误的。28nm的光刻机通过多重曝光是可以实现更先进制程芯片的生产制造,除了28nm芯片外,也可用来生产14nm、12nm,10nm等芯片。如果有更好的套件精度,通过多重曝光甚至可以实现7nm制程芯片生产。

当年台积电最初的7nm制程芯片也是使用多重曝光技术来实现的,真正的7nm EUV光刻机其实是用来生产5nm、3nm这类更先进制程的芯片。

因此,有了28nm光刻机,我们理论上可以实现7nm芯片制程的生产。这个制程已经可以满足华为麒麟980、990这样高端芯片的生产需求了。

仅有光刻机不行,还需代工技术!

但是,我们仅有先进的光刻机其实还不行,在代工技术上我们仍需要提高。同样的光刻机在台积电手里可以实现7nm制程芯片,而在中芯这边就只能是14nm制程,在代工技术上我们仍旧有不小的差距,需要中芯等代工厂商努力提高。

现阶段中芯研发出的最先进制程达到了N+2,实际可以达到7nm高性能版要求,未来或许可以配合国产的光刻机进行生产。

将对世界产生多大的影响?

光刻机和代工技术的发展必定会推动我们整个半导体产业的发展,因为从此基本解决了我国大部分芯片的生产问题。

现在7nm制程以下的高端芯片需求量看似很大,但是放眼整个芯片产业,那就是极少一部分,仅仅是手机上需要,包括AMD电脑芯片,剩下大部分产业可以用10nm、12nm、14nm,28nm,甚至是65nm芯片都能用。

这种情况下,我们就能做到自给自足,同时还能对外抢占中端市场,未来在光刻机领域或许就只有中荷两国竞争了,日系厂商基本处于被淘汰边缘了。

一旦我们的芯片能完全自主生产,华为这样的企业就再也不用担心被断供的问题,可以放心大胆的在前面冲锋陷阵。


Lscssh科技官观点:

28nm光刻机如果能准时量产那我们和荷兰ASML的差距又缩小了,基本可以上超过了日系厂商,同时这也将促进国产芯片在高端领域的高速发展,未来将彻底摆脱只能在低端或者下游领域混饭吃的局面,从此逆袭走向新发展之路。当然,我们还是得认清和荷兰ASML的差距,10年之内应该仍旧追不上人家。


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中国28nm光刻机意义重大,表现在以下几个方面:

第一28nm光刻机只是开始,但是我们迈出第一步,就会有第二步。几年前,我国光刻机只处于90nm的技术范围,而现如今已经实现较大的突破。也许未来一二年速度更快,技术更好。达到国际先进水平甚至超越都有可能!

第二位,很多人认为28nm光刻机只能生产28nm的芯片,其实这种理解是完全错误的。28nm的光刻机通过多重曝光,就能实现更为先进的制程芯片的生产制造,不仅能生产28nm芯片外,经过多重曝光就能生产14nm、12nm,10nm等芯片。

如果有了更好的配套设施,通过多重曝光甚至可以实现7nm制程芯片生产。但是这个过程相比先进的光刻机比较繁琐,也确实不如台积电的设备。

第三,在2004年以前我们没有刻蚀机,后来中微半导体成立了,由归国博士尹志尧创建,他带领团队把刻蚀机从65nm做到现在的5nm,一直保持在世界领先水平。光刻机也会像刻蚀机一样,我们的速度会越来越快。

最后,其实对于科技的发展,我们从未被卡住过脖子,原子弹,氢弹,卫星,航空航天,航母等等。只要我们敢于拼搏。什么都不是问题!

也许三年,也许二年。但是绝对有这一天!希望这一天快点到来!加油!!!

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首先那个不叫28纳米光刻机。Asml也没有28纳米光刻机。它光源的波长是193纳米。更短的波长会被介质吸收。所以没有波长193纳米以下的duv光刻机。

用193纳米的光刻机,可以最高做到7纳米的工艺。

所以半导体也不光是光刻机的问题。晶圆代工厂的工艺水平也很重要。

这个就是Duv光刻机。至于有些说它不行的可以歇歇了。上海微电子十年来累计投资只有6亿人民币,还不够买一台Euv光刻机。正因为投资力度太小,今天中国半导体产业才如此被动。不要有意无意的做了西方国家吓阻中国的帮凶。

凡是“中国永远做不出来”的东西,都是中国应该全力投入去做的东西。人家吓阻你,正说明它重要,而且可能并没有想象的那么难,正是因为中国可能会做出来,所以他们才吓阻。

最后,对产业进行指导,高瞻远瞩的话就别说了,连光刻机的性质都没搞清楚,让外行人误以为你是专家,多不好。

对我不懂的东西,我倾向于认为别人能做出来。研发从来都是有困难的,不可能一帆风顺,但只要投入够大,决心够大,一定能搞出来。

中国进口最多的类别,就是半导体。几千亿美元的级别。到第十之后,就是几十亿美元的级别了。跟国家经济规模的量级相比,可以忽略不记。

也就是说,半导体之争,就是经济领域的决战。过了这关,美国可以投降了。没有什么再能卡中国脖子,只能看着中国慢慢骑到他们脖子上拉shi撒niao。

这么重要的产业,国家不可能现在还看不清楚。所以,外行人怎么认为,根本无关紧要。倒是我们,看清未来的方向,能让自己不去做错的选择。

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我们不要只看到高端芯片的制造和市场!

用到芯片的电器太多太多了,大到冰箱彩电,小到遥控器儿童玩具等等等等!不要小看了28nm的芯片和制造研发,这是走向更先进制造工艺的必经之路!也是占有庞大市场必须要有的技术和产能!

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据报道,上海微电子装备有限公司将于2021年实现28nm光刻机的量产,目前国产最好的光刻机是90nm。28nm光刻机的成功量产,对于国产光刻机来说,具有里程碑的意义。因为90nm光刻机对于目前的芯片来说真得不够用,而28nm光刻机对于目前的部分芯片来说,还是够用的。像现在的手机处理器已经发展到5nm水平,今年即将发布的麒麟1020处理器与苹果A14处理器采用的就是5nm工艺制程。即使目前一些中端5G处理器也在使用7nm工艺制程,28nm芯片只有一些百元机还在使用。



国产光刻机与世界顶级光刻机有多大的差距?

目前最好先进的国产光刻机就是由上海微电子装备有限公司生产的90nm光刻机,上海微电子装备有限公司需要到2021年才可以实现28nm光刻机的量产。而世界上最先进的光刻机已经发展到5nm技术,28nm光刻机应该是10年前的水平了。

即使上海微电子装备有限公司生产出28nm的光刻机,我们依然有世界顶级的光刻机有着很大差距,更不能从根本上解决我国光刻机现有的问题。当然我们也不能因为这,停止研发光刻机,光刻机的研发并不是一蹴而就的,需要长期的技术积累,连28nm的光刻机都研究不出来,何谈5nm光刻机。所以国产光刻机也需要一步步的来来。



究竟是什么原因,导致国产光刻机的落后

其实国产光刻机研发的时间还是比较早的,我国做出第一台光刻机的时候,荷兰的ASML公司都没有成立。然而到了80年代,我国很多企业有了“买办”的思想,很多企业认为自己租研发会消耗掉大量的人力与物力资源,同时企业也需要承担很大的风险。不如直接组购买国外的光刻机,这样还能省下不少的资金,企业不用承担风险。所以自从那时起,我国的光刻机技术与国外的光刻机差距越来越大了。



在1996年,以西方国家为主的33国家在奥地利维也纳签署了《瓦森纳协定》。这33个国家之间可以实现技术的共享,但是如果他们其中的一个国家要向非成员国出售关键技术或者关键零部件时,需要经过其他成员国的同意才可以进行出售。这也是制约我国光刻机发展的根本原因,很多光刻机的零部件以及技术我们都买不到,所以我们只能靠国内的公司。

在2018年时中芯国际就向ASML订购了一台EUV光刻机,已经到2020年了,中芯国际还没有收到这台光刻机,其中就是因为美国的阻挠。



笔者观点:

既然我们买不到关键的零件,只能我们自己去做。国产光刻机的发展并不是靠一家公司就可以完成的,需要我国整个半导体行业的共同努力。