光刻機為什麼被稱為光學工業之花?它的製造難度!

2020-12-11 A7科技論壇

一個國家的實力跟半導體產業息息相關,世界上只要是經濟強國基本上在半導體領域都有著一定的成就。

光刻機的製造難度

最近幾年我國的半導體產業發展飛鏟的迅速,現在中國生產出自己的光刻機了,光刻機又被稱為掩模對準曝光機,在過去一直都是我國在製造上的短板,國內晶圓廠所需的高端掩模對準曝光機完全依賴進口,高端光刻機號稱世界上最精密的儀器,世界上已有一點二億美金一臺的光刻機,高端光刻機堪稱現代光學工業之花其製造難度之大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。

集成電路的核心設備

據了解,福建安芯半導體科技有限公司母公司為北京新毅東科技有限公司,它憑藉多年積累成為二手掩模對準曝光機翻新領域的國內第一大企業,並逐步替代Nikon掩模對準曝光機的核心單元,開始自主研發全新步進式掩模對準曝光機, 據福建安芯半導體總經理表示,雖然安心半導體尚不能完全自主研發。

但通過改造、提升,已經實現了百分之六十至百分之七十的國產化,掩模對準曝光機是生產大規模集成電路的核心設備,製造和維護需要高度的光學和電子工業基礎,世界上只有少數廠家掌握,如ASML,尼康,佳能,所以讓掩模對準曝光機的價格一直都非常的昂貴。

高端光刻機依賴進口

生產晶片的掩模對準曝光機同時也是荷蘭在半導體設備製造上最大的短板,荷蘭晶圓廠所需的高端掩模對準曝光機完全依賴進口,除此之外,中芯國際還準備從荷蘭阿斯麥爾進口最先進的極紫外EUV掩模對準曝光機,不過因為受美國阻擾,荷蘭ASML至今還沒有獲得出口極紫外EUV掩模對準曝光機的許可。

光刻環節所需的設備光刻機是整個過程最為核心的設備,導致3NM工藝所需的EUV光刻機和其他關鍵生產設備的交付延期,目前最為先進的EUV光刻機單價在一億美元以上,高端光刻機市場被三星所壟斷。

國產半導體的巨大突破

由此也可以看出,我國掩模對準曝光機國產化的重要性,值得慶幸的是在我國鼓勵半導體發展的政策支持下,近年來中國半導體取得了巨大的突破,據媒體報導,四月中旬長江存儲宣布成功研發兩款一百二十八層快閃記憶體產品,並且均已在多家控制器廠商SSD等終端存儲產品上通過驗證,存儲器約佔全球半導體產值的三分之一市場高度集中。

去年年底國際巨頭三星,鎧俠,威騰電子,美光,英特爾和SK海力士六家佔據了全球百分之九十九的NAND快閃記憶體市場份額,而長江存儲研發的一百二十八層快閃記憶體晶片,對於提升國產存儲器份額有著至關重要的意義。

中國晶片代工龍頭中芯國際也於去年年底直接建成了國內首條14NM晶片生產線並已經開始投產,比之前定下的今年投產目標快了一年。

相關焦點

  • 為什麼製造光刻機這麼難
    晶片製造商要想成功地製造出晶片來,必須用到光刻機。最近晶片行業備受關注,為什麼光刻機這麼難搞?光刻機是生產晶片最核心的設備技術,難度非常高,日本荷蘭佔據目前百分90以上的全球市場份額。而最先進的技術只有荷蘭公司ASML一家能做。
  • 全球頂尖的光刻機幾乎都來自荷蘭,為什麼不是美國或者日本?
    光刻機,被稱為現代光學工業之花,製造難度非常大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。其售價高達7000萬美金。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體設備製造上最大的短板,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。
  • 光刻機鏡頭光學設計探秘. 第一部分DUV
    寫在前面:光刻機,一直是我心裡神聖的存在,是人類世界的頂級裝備之一,也是頂級的光學系統之一。它是那麼的令人敬畏,敬畏到現在商用EUV基本上ASML一家獨大,敬畏到ASML光刻機中單Carl Zeiss的光學系統要上億人民幣,敬畏到曾經對華禁運……但隨著國家經濟和技術的發展,我國半導體製造不能一直被光刻機扼住喉嚨。因此,近些年來國家斥巨資開始晶片製造裝備研發。
  • 造一臺光刻機到底有多難?市場一直被荷蘭壟斷,技術難度堪比登天
    目前還依賴進口,這就是為什麼我們會被卡脖子的原因。光刻機對晶片的製造佔晶片製造成本的35%以上,雖然看上去很簡單,實現起來卻非常困難。光刻機在加工晶片的過程中,要先完成IC設計,IC設計需要晶圓代工廠對晶片進行製造封裝,晶圓是製作晶片的基底,沒有基底,後續的工作無法實現。
  • 二手光刻機進口報關清關流程
    光刻機是晶片製造的核心設備之一,想要從國外進口二手光刻機,需要注意什麼?進口二手光刻機報關清關流程是如何操作的?二手光刻機進口報關需要準備哪些資料?光刻機是高端晶片生產過程中不可或缺的設備,而性能越是出色的光刻機,越是可以幫助晶片製造商減少成本,提高生產效率,高端光刻機堪稱現代光學工業之花,其製造難度之大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。
  • 全球頂尖的光刻機幾乎都來自荷蘭,還有那些國家能造?
    光刻機,被稱為現代光學工業之花,製造難度非常大,全世界只有少數幾家公司能夠製造。其售價高達7000萬美金。用於生產晶片的光刻機是中國在半導體設備製造上最大的短板,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。在能夠製造機器的這幾家公司中,尤其以荷蘭(ASML)技術最為先進。價格也最為高昂。光刻機的技術門檻極高,堪稱人類智慧集大成的產物。
  • 中國慕「光刻機」久矣!中科院彎道超車,95後DIY納米級光刻機?
    由於光刻的工藝水平直接決定晶片的製程水平和性能水平,光刻成為 IC 製造中最複雜、最關鍵的工藝步驟, 光刻的核心設備——光刻機更是被譽為半導體工業皇冠上的明珠。「得不到的永遠在騷動」,因為太過渴望,和光刻機有關的任何風吹草動往往都會成為大新聞。
  • 大族雷射誤入光刻機概念
    奧秘在於,很多投資者並不了解,此光刻機非彼光刻機。光刻機由於光源波長不同其解析度也不同,用於集成電路製造的最先進光刻機已經到5納米,國產集成電路光刻機可做到28納米,正在向14納米進發。分立器件、LED等需要的光刻機線寬不需要納米級,可能只需要微米級。半導體行業人士告訴《中國經營報》記者,所以大族雷射的光刻機不可能用在集成電路製造中,精度不高,難度也並不大。
  • 高端晶片被西方國家壟斷的背後,光刻機的研發才是難題
    前言作為集成電路產業的核心裝備,有人稱光刻機為「人類最精密複雜的機器」,光刻機作為晶片製造中最重要的設備,又被稱為「曝光機」,作為晶片製造的核心設備之一。其中光刻機就是利用紫外線波長的準分子雷射通過模版去除晶圓表面的保護膜的設備,然後再將晶圓浸泡在腐化劑中,失去保護膜的部分被腐蝕掉後形成電路。
  • 中科院5nm雷射光刻彎道超車?95後本科生DIY納米級光刻機?背後的...
    簡單來說,半導體晶片製造分為 IC 設計、 IC 製造、 IC 封測三大環節, 光刻作為 IC 製造的核心環節,其工作原理可以被理解為「蘿蔔雕花」,只不過是在矽片上雕,主要作用是將掩模版上的晶片電路圖轉移到矽片上。 由於光刻的工藝水平直接決定晶片的製程水平和性能水平,光刻成為 IC 製造中最複雜、最關鍵的工藝步驟, 光刻的核心設備——光刻機更是被譽為半導體工業皇冠上的明珠。
  • 晶片之困,看看1.2億美元的荷蘭光刻機就知道了!
    晶片之難,實則難於晶片製造。巧婦難為無米之炊,造不出高級晶片,再頂尖的設計技術也無處施展。也正是此,讓華為領先全球的麒麟系列晶片或成絕版,讓華為消費者業務CEO餘承東連呼遺憾。 而晶片製造,「光刻機」是繞不開的終極神器。可以說,沒有光刻機就沒有晶片,所謂的晶片之痛,真正的痛點就是光刻機。
  • 光刻機到底是什麼?為什麼一臺能賣10億,真的那麼難製造嗎?
    光刻機一臺能賣10億,為什麼中國製造不出來?真的那麼難嗎?手機性能的強悍與否最重要的就是看它的晶片是不是給力。作為手機數據處理的心臟,核心的晶片也是現在各大手機廠商競相訂購的對象。製作5nm晶片的最為重要的工具:高端光刻機,目前我們國家還沒有,並且也暫時沒有馬上生產出來的能力。這是因為這個利用光學投影原理對矽片進行印刷的技術要求有非常高的精度和準確度,真的可以說是失之分毫差之千裡。而現在我們國家自主的技術也只能在極限狀態下達到之前主流的7nm級別。
  • 光刻機詳解二:光學鄰近校正,毫釐之間的卡脖子技術!
    前段時間我們推送了光刻機詳解第一篇:恐怖的光源系統,詳細介紹了EUV光源系統的組成及發展,今天繼續光路調整及OPC軟體介紹。小柵格修正還使用圖形邊緣更加零碎,增加了製造掩膜版的成本。因此,其優點是準確度較高,缺點是模擬所需時間成本極高(一層圖形估計需要幾天的計算時間),此外需要龐大的資料量。所以,基於模型的光學鄰近修正的關鍵是建立精確的光刻模型,包括光學模型和光刻膠模型。一層設計有上千萬個圖形。一個好的模型不僅要求精度高,而且要求計算速度快。
  • 同樣能造出7nm晶片,EUV光刻機對比DUV光刻機,區別在哪裡?
    言外之意十分明了,那就是ASML目前還不會向中國出口EUV光刻機,這難免有些讓人失望。雖然,DUV光刻機也能造出7nm晶片,但同EUV光刻機相比,二者還是有著不小的差距。在光源、光路系統與鏡頭三大方面,二者有著很大的不同。
  • 荷蘭ASML壟斷全球,按照中國目前水平,多少年能造出高端光刻機?
    這導致中國大陸的晶片製造工藝進展較慢,目前能夠完全掌握的只有14nm。為了不再讓中國企業遭遇「卡脖子」的命運,美國禁令生效後中國科學院便宣布,將集結全院之力攻克光刻機等核心技術。那麼按照中國目前的水平,需要多長時間才能造出高端光刻機呢?計算時間之前不妨先來了解一下,造一臺EUV光刻機有多難。
  • 世界最頂級光刻機製造商——ASML
    隨著人工智慧市場的火熱、中國的智能晶片市場更是方興未艾,工業、生產、生活的方方面面都是越來越智能化,這其中都要用到晶片,而晶片的製造離不開光刻機。中國最頂尖的晶片設計公司海思半導體從2004年開始,十幾年堅持數以億計的研發投,才有了今天海思半導體晶片全球排名第五的成績,可想而知晶片設計的難度,這裡大家是不是覺得晶片設計是最難的?目前晶片行業上最難的其實是晶片製造!想要製造晶片就必須要有光刻機設備,而先進光刻機目前放眼全球也只一家名叫ASML的荷蘭公司能生產。ASML是一家荷蘭公司。
  • 光刻機製造瓶頸在哪裡?
    有人說光刻機製造瓶頸是「精密」兩字,包括精密加工、精密計量、精密控制和精湛工藝,但精密性只是充分體現了光刻機的特徵。作為製造晶片的關鍵設備,光刻機集成和匯聚了許多高精尖科技和工藝,涉及到數學、物理、化學等20多個領域的高新技術。
  • 國產光刻機背後的希望
    要知道,此前上海微電子能量產的最先進光刻機,已被卡在90nm製程上四年之久。但是,現在時間邁進12月中旬,我們卻並未看到有關這臺光刻機的確鑿消息。這一背景下,中國的IC前道用先進光刻機研發之路,究竟走得怎麼樣了?那臺傳言中的ArF光刻機背後,又有哪些玩家的身影?
  • 荷蘭專家:中國以為製造光刻機很簡單?比原子彈航空母艦還困難
    在科學技術的發展中,華為的5G無疑是最著名的,它在全世界引起了軒然大波,這也是我國高度重視的一項科技,美國眼見無法克制華為5G技術,就針對華為的晶片技術動手了。在智慧型手機的生產中,有一個非常困難的硬體,那就是晶片。我國的大多數晶片都是進口的,自己沒有開發任何晶片。
  • EUV光刻機是中國半導體行業的唯一癥結嗎?
    圖片源自ASML官網正因如此,集數學、光學、物理、化學等眾多學科技術於一身的光刻機,被稱之為半導體工業皇冠上的明珠,佔據晶圓廠設備投資總額的約25%。在本月初舉行的第四屆國際先進光刻技術研討會上,來自中國、美國、德國、日本、荷蘭等世界各地眾多名企、廠商、科研機構、高校的技術專家和學者,共同探討了光刻領域先進節點的最新技術手段和解決方案,解決方案涵蓋範圍之廣,包括材料、設備、工藝、測量、計算光刻和設計優化等。先進光刻技術解決方案涵蓋範圍之廣泛與光刻機自身屬性密切相關。