中科院5nm激光光刻,是否意味可以取代荷兰的ASML光刻机?

2020年7月,中科院苏州所联合国家纳米中心、发表论文介绍了新研发的5nm超高精度激光光刻技术。消息夺人眼球、迅速引爆自媒体圈,纷纷赞叹:不用EUV光刻机就能造出5nm芯片了。

其实,超分辨激光光刻技术与EUV极紫外光刻技术是两回事,“不用EUV光刻机就能造出5nm芯片是个误读”。

光刻技术是利用光学-化学原理和化学、物理方法,将设计的集成电路图形、从刻印到掩模开始,经大功率的紫外光源、通过按比例逐层曝光缩小后,光刻到单晶硅表面或介质层上,形成有效功能图形的技术。

中科院研发的5nm超高精度光刻技术,主要用途是制作光刻机的掩模。掩模是光刻机重要的零部件,以前普遍采用电子束刻方法把设计的集成电路图形束刻到掩模上,但线条粗、间距宽。

所以中科院5nm激光光刻技术、解决了光刻机在掩模上刻制电路图形最小线宽瓶颈问题,对解决线宽是有益的,具有产业化前景。

而极紫外光或深紫外光的光刻技术、主要是解决波长问题,针对透镜的数值孔径、光源的曝光参数,用大功率紫外光源照射掩模后,经透镜中二十余块镜片计量分析、逐层曝光,按比例缩小后光刻到硅片上形成有效图形。

中科院事后对激光光刻技术取代EUV的消息和说法进行了辟谣。《财经》新媒体采访了论文的通讯作者刘前后作了报道,刘前强调:“不用EUV光刻机就能造成5nm芯片是个误读”。

由此可见,中科院5nm光刻制备技术不能等同于我国光刻机达到了5nm的高端水平,意味着不能取代荷兰ASML的EUV光刻机。

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一个好消息传来,中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张子旸与国家纳米中心刘前共同在

Nano Letters上发表了一篇研究论文,论文的主要内容是他们所研发的新型5nm高精度激光光刻加工方法。说到芯片这个问题,一直是我国的弱项,美国也频繁以此来卡住我国高新企业的脖子。本次中科院新型5nm高精度激光光刻的成功研发,填补了我国在这一领域的空白,是一件值得庆祝的事情。很多人自然的就会联想到5nm高精度激光光刻与荷兰ASML公司光刻机之间的关系,那么,彼此之间究竟有哪些异同呢?

说正题之前,有必要来解释一下5nm工艺制程,否则大多数人对此毫无概念。举一个简单的例子,当前各大手机厂商旗舰机型均使用的是7nm工艺制程,苹果的A13处理器、华为的麒麟990处理器、高通的骁龙865等。至于各大手机厂商下代旗舰机型,将会升级至5nm工艺制程(工艺制程越高,意味着芯片的性能越强、功耗越低)。至于芯片生产,那就离不开光刻机,这也是美国能够限制华为芯片的地方。

那么,中科院新型5nm高精度激光光刻与荷兰ASML公司光刻机究竟有哪些区别呢?

首先,大家可能会注意到,5nm高精度激光光刻的前面有一个“新”字,这意味着与传统的光刻工艺有着一定的差异。如果单从技术的角度来讲,可能会导致更多的人陷入迷茫。简单点来说,中科院的新型激光光刻打破了传统激光直写光刻胶的限制,可以试验多种材料,激光直写的应用场景更广。高效与高精度是一对矛盾体,高端芯片之所以供不应求,与其生产效率有关,中科院新型激光光刻很好的解决了效率与高精度之间的问题。

还有一个问题值得注意,中科院所提的一只是新型5nm高精度激光光刻,并没有涉及到光刻机的问题,这里并不等同于具备了5nm光刻机的生产实力。

其次,有一个问题大家依然值得关注,那就是试验成功并不等于正式商用。假设中科院当前已经具备了5nm工艺制程芯片的制造,短期内依然无法成规模的使用。任何芯片产品正式商用之前需要满足两个条件,一个是成本因素,是否能够达到当前世界的平均生产水平;一个是良品率的问题,能否达标将会十分关键。虽然中科院的这次重大突破值得我们高兴,但是也应该正视我国与高端光刻机企业之间的巨大差距。

既然说到了芯片,再来谈谈华为,华为自主研发芯片的道路依然艰辛。虽然华为具有自主研发芯片的能力,但是高端芯片的生产一直有台积电代工生产。这次美国想要限制华为,主要的出手对象就是台积电。均被高端芯片代工的厂商只有那么几家,假如失去台积电,三星更加不会为华为进行代工生产(中芯国际虽然能够代工,但是当前仅具备中低端芯片代工的能力)。极端情况出现,华为或将被迫放弃高端芯片生产,只能够通过购买高通、三星、联发科的芯片。至于华为能否完全放弃芯片研发?个人觉得并不可能,至少中低端芯片还有中芯国际可以代工。


现阶段,中科院新型5nm高精度激光光刻对华为并没有任何帮助,华为未来究竟该如何度过难关呢,您怎么看?欢迎大家留言讨论,喜欢的点点关注。


中科院已经说明,取代荷兰ASML的最先进光刻机EUV是误解。

荷兰ASML目前主流销售的光刻机是EUV和DUV,分别用于制造7nm以下和7nm以上的芯片。

我国目前公布的最先进光刻机是上海微电子装备的600系列光刻机,用于90nm芯片的制造工艺。

原本我们计划今年推出28nm的光刻机,但到目前为止,我们还查询不到相关的信息,是否出于保密原因,我们不得而知。

车间

我们什么时候才能造出7nm以上的光刻机

很多人非常关心光刻机,关心芯片,关心华为公司。

还有一部分人非常焦虑,一直在纠结我们到底什么时候才能造出可以用于生产7nm芯片的光刻机,什么时候才能解决我们的芯病。

地球宣传师傅告诉大家,我们要解决这个问题,首先要正视这个问题。

我们目前人均GDP才刚超过10000美元,也就是刚刚达到全民小康水平。对应10000美元的科技水平应该是什么水准。

我们可以找几个参照国家比较一下,比如巴西、阿根廷、土耳其、俄罗斯、马来西亚。这些国家又没有什么特别厉害的高科技,仔细地想了想,似乎没有什么特别厉害的高科技。

这说明什么,说明处于10000美元阶段的科技,还处于不依靠科技创新引领的阶段。

而ASML的光刻机,是全球最先进技术的集合。原本我们人均GDP超过20000美元之后,步入发达国家之后,才会逐渐开始研究光刻机的,但是现在没办法的情况下,逼着我们去研发光刻机。

所以我们从这一方面来说,也要感谢对手,叫醒了我们,让我们知道了自己的短处在哪里,应该在什么地方发力。

光刻机确实挺先进,研发有一定的困难。有技术方面的困难,也有资金方面的困难。

晶圆

就拿ASML来说,他每年投入的研发资金为172亿人民币,其中的EUV光刻机,前后研发时间跨度20年,累计投入研发经费为60亿欧元,约合人民币470亿元。

而我们投入的研发经费是多少呢?

就以上海的微电子装备公司为例,坊间说10年时间,投入的研发经费为6亿元人民币。

从研发投入经费我们就可以看出来,我们这么点的经费投入,是不可能竞争过ASML的。

现在我们开始重视了研发方面的投入,造光刻机,重点就是两个方面,第一是要有足够的人才,特别是关键少数的天才。

电路板

第二是,要投入足够的研发经费。

梁孟松加入中芯国际,让中芯国际在短短的3年内,追赶上了竞争对手要走过10年的路,可见关键天才的重要性。

有足够的人才,足够的经费,比竞争多手舍得花钱,舍得浪费钱,我们用钱砸出一个产业。从目前的情况来看,2025年左右就会有成熟的纯国产芯片供应链。

其实ASML也怕我们造光刻机

同时从另一方面来说,ASML也非常怕我们造光刻机。

ASML的CEO就公开表达了,如果让中国人造光刻机,造先进的光刻机,估计3年中国人就会掌握相关技术。

从我们的发展阶段来说,我们还没到造光刻机的时间,因为我们的科技创新还需要成长,我们的人均GDP还没到那个阶段。

但是有人逼着我们长大,让我们赶紧地成长起来,我们也没得选择。

当我们有一天不再是那个少年,竞争对手可能就会没得玩了。

因为你们会的,我们也会做,而且价格还低,条件还少,你怎么可能玩得过我们!

    中科院的5nm激光光刻,是否意味着摆脱了EUV?众所周知,半导体制造领域,要想生产5nm芯片,必须要使用荷兰ASML的EUV光刻机,而荷兰的ASML是全球唯一的能够量产EUV光刻机的公司,我国大陆至今没有一台EUV光刻机,可以说是一项“卡脖子”的技术。

    中科院的“弯道超车”?

    最近,中科院研发成功了新型的5nm超高精度激光光刻加工方法。

    光刻机最重要的指标就是光刻分辨率,波长越短,数值孔径NA越大,光刻精度就越高。荷兰ASML的EUV光刻机,从之前的193nm波长变成了13.5nm波长的EUV极紫外光。

    中科院的5nm光刻技术,采用了完全具有自主知识产权的激光直写设备,利用激光与物质的非线性相互作用,提高了加工分辨率,可以制备5nm线宽的工艺。

    距离量产“任重道远”

    中科院发布了最新研究成果之后,就被各路媒体热炒,大有取代荷兰ASML的EUV光刻机的趋势,然而,还是那句话,实验室取得的技术突破,并没有达到量产的程度。从中科院发表的论文里,没有提到光刻机的字眼,也没有强调这种技术用来生产半导体芯片,这些天中科院也在辟谣,就跟两年前的10nm光刻新闻一样。

    目前,我国最先进的光刻机是上海微电子的90nm光刻机,消息称,上海微已经突破了26nm工艺制程的光刻机,预计明年量产。然而,距离荷兰的AMSL EUV光刻机差距依然很大,至少有15年的差距,后者能够生产5nm工艺的芯片。上海微电子也仅仅是系统集成商,关键零部件来自于外来,很多超高精密的仪器、光源、计量设备对我国是禁运的,因此,只能依赖国内供应商。


    总之,光刻机已经成为一个高度垄断的行业,荷兰的AMSL几乎垄断了所有的高端光刻机市场,台积电、三星、intel、海力士等与荷兰的ASML形成了利益共同体。随着,我国在光刻机领域的深入研究,必定有更多的研究成果,同时,我国在碳基芯片领域也有所突破,有望代替现在的硅基芯片。

如果觉得对你有帮助,可以多多点赞哦,也可以随手点个关注哦,谢谢。

中科院5nm光刻机的出现让荷兰的AsML很快就向中国的厂家发货,中国的芯片已研发出另一种效率更高的芯片。西方人的围堵卡脖子将失去作用,只要中国人肯做没有攻克不了的技术难题,我们应该感谢西方人的围堵成就了自己的独立!

中科院5nm激光光刻机研制成功,要取代荷兰的ASML光刻机短时间是不可能的。从试验室到工业量产,转化为实实在在的生产力,还有很长的一段路要走。

但是技术上的突破,有了自己的专利技术,发展起来只是时间的问题。

国家对芯片产业链配套技术投入,还不能适配中科院的5nm光刻机的技术。整体的配套发展还需要不短的时间。

取代那是必然的,也是必须的,没有中国人搞不定的技术,多给点时间就行,为我们国家的强大繁荣感到自豪!厉害我的国!

其实有个非常简单好用的方法来做判断。

我们基本上每隔一两个月就能听说又有了光刻机或者芯片制造上的“重大突破”,清华的碳基芯片,中兴的5nm芯片工艺,等等等等,这种情况已经持续了好几年了。

然而,看看华为目前的处境,我们就很容易明白这些新闻或者说传言到底代表着多少实际意义。

所以,这一次,也不例外,它只是一条新闻,距离自行生产顶尖微处理器,距离华为被拯救,还有着十万八千里的距离。

肯定的回答,中科院的5nm激光光刻不能完全取代荷兰的ASML极紫外光刻机,为什么这么说呢?

一,波长不同,激光光刻波长较紫外光要长,线宽要大,就如同激光是粗笨的斧子,紫外是精巧细致的小刀,工具精细决定了完成作品的质量和速度,显然深紫外光的EUV光刻机更好,简单的激光设备很满足高精度芯片生产的成熟需要

二,即便是有了5纳米的生产技术,要想达到大规模成熟生产也要经历两年的积累和沉淀,可以肯定的是,也不会有深紫外光刻机效率和成品率也不会高,更无法代替asml的光刻机。

不要太自信也不要妄自菲薄,我们还是慢慢努力工作吧。

媒体就是打擦边球,中科院的五纳米激光光刻,怎么不报道成五纳米激光光刻机,光刻和光刻机肯定不会是一回事,光刻只是一项技术,光刻机是一项成熟的产品,中国的一些企业研究机构,还有媒体不学无术,或者缺乏自信,或者故意,搞一些噱头,让人觉得不耻

感谢您的阅读!

【中科院5nm激光光刻技术,是不是预示着荷兰ASML将被我们取代?】

我们一直有这样的一种构想,我们的光刻机技术,能否将荷兰ASML的光刻机取代呢?然后,这种构想,在中科院5nm激光光刻技术的研究发布以后,似乎变得越发肯定。

但是,事实真的如此?我们真的能够取代荷兰ASML吗?带着这个疑问,我们一起来看一下。

首先,这个消息的来源是——

中国科学张子旸研究员和与国家纳米科学中心刘前研究员合作,在《纳米快报》上发表了题为《超分辨率激光光刻技术制备 5nm 间隙电极和阵列》的研究论文。

这篇论文主要让我们关注的就是,通过使用新型 5 nm 超高精度激光光刻加工方法。注意,这种方法是不是已经完全具有现实可行性?我们并不可知。

但是,我们国内的一些媒体听风就是雨,突然觉得我们似乎在光刻机技术方面有了突破,我们能够取代ASML的光刻机了。在这里,我不得不泼冷水了。

在之前我看到过荷兰ASML的CEO说,即使我们将光刻机卖给你们(中国)也不怕学会了光刻机,因为,一台光刻机由80000个精密零部件构成,如德国蔡司的光学镜头、美国的激光发生器,这些都是目前我们中国目前无法制造出来的。

我们的光刻机为何难以突破,因为不仅仅是激光光刻加工方法,还包括各种零部件,包括了单晶炉,晶圆划片机,光刻胶,电子级多晶硅,氟聚酰亚胺等等。很多内容都是被国外垄断,包括日本,美国等等国家我们确实想要突破,但是有些东西,你必须要看到,我们还是在被这些技术给限制住了。

但是,我们又必须知道,我们如果不去打破这种束缚,那么我们的路,可能会更难走,这可能就是为什么,我们在看到中科院5nm相关研发论文时的激动。我们也猜测未来能够在弯道超车,这是必定,也是必然的!

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