國產晶片之痛!詳解高端光刻機技術壟斷,量子晶片真的可行?

2020-12-16 南方科技君

文/南方科技君

最近這段時間,美國方面加強對華為的出口管制,美國商務部要求凡是使用美國軟硬體技術或者半導體設備的廠商在與華為進行合作時,必須得到先要得到美國的認可。這也使得華為的各種高端晶片存在斷供的風險。

有一些讀者也會質疑說,華為不是已經研發出海思麒麟晶片,走上了晶片國產化的道路了嗎?雖然毫無疑問,麒麟晶片走在了世界前列,性能各方面以及追趕甚至超越了高通驍龍的最新晶片,打破了高通等公司在處理器晶片技術上對中國公司的封鎖,但是在製作半導體晶片的技術上,中國仍然受到美國技術上的鉗制。

要想製造高精度的晶片,必須要有高精度的光刻機。

而光刻機的原理就像是洗照片,不同的是,洗照片是將小的底片放大,而光刻機是將大的電路圖縮印到小小的晶圓上。

理論上原理並不困難,那為什麼門檻如此之高,以至於全球除了阿斯曼能夠造出5nm工藝的光刻機,而中國的中芯國際目前只能造出90nm工藝的光刻機呢?

這是由於精度的問題,在高精度要求下,量變引發質變,許多原本不存在的問題會一一浮現,而荷蘭的阿斯麥光刻機,是資本主義國家各國最高科技的集大成者,光源設備是美國的,高精度的機械工藝和鏡頭是德國提供的,日本提供了光學技術等等,這些技術無一例外都是西方國家對中國進行封鎖的技術,如果靠我們國家各行業目前的技術來製作高精度的光刻機,難度很大,我們仍然有很長的路要走。

在荷蘭阿斯麥的euv光刻機誕生以前,沒有人知道下一代的光刻機技術是什麼,巨大的資金投入就像是在賭博,阿斯麥將所有的精力都投在了euv上,在2010年終於生產出第一臺樣機,加上後續的持續投入研發,繼而才實現了光刻機技術的壟斷。

既然高端光刻機的技術壁壘我們很難短時間打破,那我們能否像阿斯麥一樣實現彎道超車,研發出新的技術來取代目前的技術,從而打破壟斷,實現半導體產業自主化呢?比如中國目前走在世界前列的量子計算和量子晶片技術。

中國科學技術大學潘建偉院士團隊在量子計算上取得重大突破,再一次站在世界量子科學領域的前列,南洋理工大學一名中國籍科學家研發出新型量子通信晶片,可以替代傳統手機晶片,由於量子晶片有良好的集成性和擴張性,以及其他一些超越現在手機晶片的優勢,相信不久將來將會改變我們現在的生活方式。

有讀者會想,既然我們現在量子晶片技術走在世界前列,那我們完全押寶量子晶片不行嗎?這樣既可以節省在光刻機研發上的資金消耗,同時也可以將人力物力集中在量子晶片的研發上,一舉打破美國對我們在半導體技術上的封鎖。

然而答案是不行的!

在量子晶片的研發上我國雖然有優勢,但是距離晶片的商品化仍然有很長的路要走,其中的艱難曲折我們也不能夠快速解決,從而實現商用。

並且,生產光刻機零部件的各種高精尖技術也同樣是我們國家國防和工業所需要的,我們也只能做兩手準備,量子晶片和光刻機兩手抓,當下和未來都不放過。

終歸結底,一切理論都要落實到實處。所以,我們只有踏踏實實地加大科研投入,增強科技成果轉化,才能在關鍵技術上不受制於西方發達國家。我們也只有掌握半導體技術自主智慧財產權,才能實現中華民族的偉大復興!

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    >麒麟晶片來了,但是華為卻並不具備生產晶片的能力,因為我們國內沒有先進的光刻機!如今想要生產高端的晶片,首先就必須要有先進的光刻機才行,而在全球光刻機領域,先進的5nm和7nm工藝光刻機幾乎都被荷蘭ASML公司所壟斷,由於種種原因的限制,國內想要從ASML公司購買一臺先進的光刻機都是非常困難的,而光刻機又是屬於高精尖的領域,在ASML公司背後可是有著臺積電和三星這樣的巨頭企業作為後盾的,其中的技術被美方封鎖,所以我們想要研發先進的光刻機就等於是在摸著石頭過河
  • 國產光刻機關鍵技術獲突破,國產晶片指日可待!
    他表示,將集中全員力量來攻克光刻機、航空輪胎等難題。有著中科院在前方的引領,國產光刻機有望迎來曙光,國產晶片產業將逐漸走向安全可控。而ASML則走在行業最前列,是集成西方科技企業高端技術的產物,是技術集大成者。並對EUV光刻機完全壟斷。頂級光刻機的製造難度在於,其鏡頭、雷射系統等核心零部件研製難度便不小。
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  • 中國目前面臨的晶片困局,真的是因為缺少高端光刻機嗎?
    面對美國對中國企業的晶片打壓,中科院院長白春禮表示要把美國「卡脖子」的清單變成我們科研任務清單進行布局。國家隊出手,但是中國晶片困局,真的是僅僅缺少了一臺頂級的EUV光刻機嗎?,像中國目前所擁有的第四代浸沒式光刻機,工藝極限可以達到7nm,但是中芯國際還沒有掌握7nm晶片工藝,如果中芯國際可以掌握7nm晶片工藝,基本上可以滿足國內絕大部分晶片需求。
  • 打破日本技術壟斷,中企巨頭突破晶片材料,關鍵性堪比光刻機
    大家都知道光刻機對晶片生產有很重要的意義,但實際上晶片製造關鍵之一也包括了光刻膠。 因為在光刻膠產業有著極大的話語權,所以不少國家都要選擇與日本合作,進購光刻膠。日本長期維持對光刻膠的壟斷,但中國企業傳來好消息,突破了關鍵晶片材料,打破壟斷。
  • 不用荷蘭光刻機!芯動科技正式官宣,國產7nm晶片打破國外壟斷
    所以,目前的情況是,如果僅憑現有的技術,那麼我們可以製造28nm甚至14nm晶片,但是如果要製造更高端的7nm,5nm晶片,那還是得依靠荷蘭的EUV高端光刻機。7nm晶片打破外國壟斷,就算不用EUV光刻機也能造出7nm晶片!
  • 缺乏高端光刻機,華為晶片該怎麼辦?光刻機真的如此難製造嗎?
    導讀:缺乏高端光刻機,華為晶片該怎麼辦?光刻機真的如此難製造嗎?想要生產半導體晶片,就必須要有光刻機才行,而我們現在正面臨缺乏高端光刻機的尷尬局面光刻機真的如此難以製造嗎?晶片製造業之所以這麼難發展,主要是因為它是重資產行業,在發展半導體晶片的時候,廠房用地、能源採購、人才培養、設備機器動輒都得幾百億美元,而且光有錢也不行,我們還需要有先進的技術以及人才的支持才行!
  • 光刻機真的比原子彈還難造?沒有高端光刻機,華為晶片該怎麼辦?
    但是,大傢伙是不是該問了,這光刻機真的就這麼難造出來?這還能比得上當初中國在啥也沒有的情況下都造出原子彈了,難道在光刻機上面就真的一點辦法也沒有?那華為晶片該何去何從?製造晶片需要光刻機!製造先進晶片更需要高端光刻機!
  • 國產技術重要突破,被壟斷的光刻機核心部件,中國實現量產
    ,被日美壟斷的光刻機核心部件  手機,電腦等電子產品離開晶片就會無法正常運行,而晶片的生產卻離不開光刻機,所以說光刻機的存在對現在的科學社會而言極其重要。如果從數據來看,半導體加工業基本被荷蘭跟日本壟斷,而來自荷蘭的ASML公司在光刻機的市場份額佔據了八成,這是同屬於生產光刻機公司的日本尼康沒有辦法相比的。但是在半導體加工領域,除了光刻機之外,光刻機的核心部件光刻膠的作用也十分重要。
  • 不用EUV光刻機,國產7nm晶片破壟斷在即
    這種目前最主流的高端晶片,全球就只有臺積電和三星能夠代工生產出來,但是奈何用的都是美國的技術,因此主要用7nm和5nm製程晶片製作的華為麒麟高端晶片就沒有辦法再繼續生產了。按照我國目前能夠自研自產的光刻機來看,目前能夠生產出穩定的、工藝沒有任何瑕疵的晶片,還停留在90nm製程。
  • 不止是布局光刻機?國產晶片再傳好消息,即將打破「壟斷」局面
    ,光刻機是必不可少的設備,而且只有更高端的光刻機才能生產出更先進的晶片,這是整個半導體行業公認的事實。臺積電之所以能夠成為世界第一大代工廠,有很大一部分原因就在於它擁有著數量最多的高端光刻機!我們國內對於光刻機的研究已經持續了數十年,雖然實現了從無到有,但是與ASML公司相比,還存在著一定的差距。舉個最簡單的例子,現如今國內能生產出的最先進的光刻機為28nm精度,並且還要等到明年才能正式投入使用。而ASML高端光刻機的精度已經達到了5nm,臺積電正在藉助它完成5nm晶片的量產,其中的差距一目了然!
  • 國產22nm光刻機實現實際突破,中國晶片正在崛起
    國產22nm光刻機實現實際突破,中國晶片正在崛起」的那些事兒。想要製造出高端先進的晶片,自然少不了技術先進和製程高端的光刻機設備。,那就是國產22nm光刻機終於實現了實際性的突破,這意味著國產光刻機技術只停留在90nm的時代已經過去了。
  • 國產晶片又獲新突破:7nm ArF光刻膠技術,打破日本、美國壟斷
    光刻,是晶片製造中難度最大、耗時最久的工藝,成本超過整個晶片生產成本的30%,它也是我國高端晶片製造急需解決的主要問題之一。因為尚未完全掌握14nm以下晶片製造的核心技術,晶片加工只能依靠代工(光刻設備和光刻材料一直是被國外壟斷的)。
  • 光刻機卡住晶片製程,送給企業的不僅是挑戰,也是機遇
    高端光刻機的研發和生產,目前,僅有荷蘭ASML一家,沒有太多的競爭對手。良好的產品質量和性能,以及對市場的壟斷地位,使得荷蘭ASML公司光刻機是否給大陸提供,失去了積極性。作為迫切需要晶片製造獨立自主的大陸企業,沒有高端光刻機的幫助,只有兩個方向可以選擇。第一個方向,增加目前的光刻機投資,參與對荷蘭ASML公司的競爭之中,在性能和質量上超越對手;第二、開闢新的技術路線,減少對光刻機的依賴,提高新技術路線的優勢。
  • 華為晶片有救了?國產光刻機迎來大突破,清華教授徹底打破壟斷?
    當初因為美國「實體名單」的發布,再加上華為5G技術的崛起,整個華為公司就成了外界非常關注的對象,而現在美國利用自有技術對臺積電進行控制,要求其以最快的速度斷供華為高端晶片的需求。這對於華為來說,就是一個晶片有救了的信號。雖然臺積電的斷供會給華為造成高端晶片使用的困擾,但是中低端晶片方面,華為已經和聯發科籤下了訂單,所以負面影響力已經被大大降低了。
  • 破解美國晶片圍堵,一則消息傳來,國產光刻機迎來希望!
    在晶片領域也是如此,想要製造出晶片,必然要使用到晶片製造工具—光刻機!在光刻機領域,荷蘭ASML則是光刻機領域金字塔最頂端的企業,ASML光刻機全球市場佔比高達80%左右,而在高端EUV(極紫外光)領域,ASML則達到了相對壟斷的地位。
  • 全新國產光刻機打破技術壟斷,華為經歷敲響警鐘
    而且光刻機技術一直掌握在以美國為主的西方國家手中,即使國內企業想要購買,美國等國也總是插手限制,中芯國際購買的光刻機至今未到。另外,美國等國家總是把落後幾代的光刻機賣給國內企業,目的都是為了阻止國內的科技進步。國產光刻機傳來好消息但是沒想到,最近,突然傳來了國產光刻機的好消息,情況就是這樣。
  • 製造光刻機有多難?華為的晶片之痛,或許是中國半導體騰飛的契機
    國產晶片製造能力不足,造成了如今華為的「晶片之痛」。那麼,製造一臺光刻機到底有多難?據說光刻機有10萬個零部件、4萬個螺栓、3000根電線和2公裡段軟管,整機重量高達180噸,集合了多個科技強國的軟硬體技術結晶:美國光源、瑞典軸承、法國閥件,還有德國蔡司鏡頭和三星、臺積電的晶片製造技術。
  • 5臺光刻機到手!國產晶片巨頭傳來喜訊,國產晶片迎來「大跨步」!
    隨著中美貿易摩擦的不斷升級,這場沒有硝煙的戰爭已經滲透到了科技最為核心的晶片領域!眾所周知,晶片技術專利一直都被西方國家所壟斷,尤其是晶片生產過程中最重要的生產工具光刻機。
  • 7年攻關終於打破長期壟斷,高端光刻機技術喜獲新突破
    尤其是最近大家擔心最多的關鍵設備光刻機,我們和國外仍然有著巨大的差距。雖然有消息稱上海微電子明年可能交付首臺國產28nm光刻機,國產光刻機將迎來新的突破,但國產光刻機的一些關鍵部件,比如光源、物鏡等目前還是主要依賴進口,而且越到高端的光刻機,對各種儀器的精密度要求就越高,其中不少都是我們的弱項,依然有被「卡脖子」的可能。