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眾所周知,光刻機是一種本應離我們的日常生活很遠的高尖端設備,但是因為這段時間裡華為的遭遇,讓很多人開始關注起了光刻機設備的進展,而且不只只是關注國內光刻機的發展,對於國外光刻機巨頭的動向也開始重視。
實際上,與國外相比,國內的光刻機設備還有很長的路要走。目前最先進的光刻機設備是荷蘭ASML的EUV光刻機,能夠滿足7nm、5nm、3nm等晶片的生產需求。因此,即使在全球範圍內想要造出先進的晶片,都離不開ASML的EUV光刻機設備,這也是華為生產晶片遇阻的一個重點。
當然,ASML的光刻機技術處於世界頂端級別,國內要想趕超絕不是一件簡單的事,但之前曾有專家表示,半導體的精準度已經邁向3nm,這幾乎已經接近極值,摩爾定律即將走到盡頭。也就是說,2、3nm的晶片很可能會成為極限,這對國內的晶片廠商來說是一個好消息,因為對手即將無路可走,很難再做出突破,這讓我們可以有機會奮起加速追趕。
然而令人遺憾的是,事情並沒有向著我們所預想的方向發展。目前最新的5nm晶片製程已經成功應用並實現批量生產,就在前段時間,臺積電也正式宣布2nm晶片的工藝取得了突破性進展,有望在未來幾年實現生產。甚至光刻機屆的巨頭,荷蘭的ASML在近日也傳出了最新消息,表明1nm NA EUV光刻機已經完成設計,有望在2022年實現商用。
前不久,在日本舉行的ITF論壇中,IMEC公司傳出,他們將和ASML公司合作,共同開發下一代高於NA EUV光刻機技術的高解析度EUV光刻機,並宣稱計劃將工藝規模縮小到1nm及以下。按照現在高端晶片的主流工藝(7nm、5nm)來看,它們一般都需要NA=0.33的極紫外EUV光刻機設備。然而,若是想把工藝提高到2nm或者1nm,甚至是到亞1nm,那就必須使光刻機的解析度達到更高水平。按照IMEC公司公布的發展計劃來看,就需要使這個解析度達到NA=0.55。
現在,NXE:5000系列的高NA EUV曝光系統的基本設計已經被ASML公司成功完成,但是要想讓1nm晶片的工藝製造真正實現,並不是一件簡單的事,因為實現該工藝除了需要高NA EUV光刻機外,還需要很多更為先進的材料。例如說含有抗蝕劑和掩膜等的材料,而這些目前還處於研發階段中。因此,高NA EUV光刻機的預計實現商業化時間不得不被推後到2022年。到那個時候,晶片的工藝製造技術將會達到一個新的高峰。
也就是說,等到NA EUV光刻機真正面世,整個光刻機市場的格局也會迎來一次新的變動。這對我們來說,技術壟斷這一現象只會越來越明顯,而那些吹捧說只要我們取得刻蝕5nm製程技術的突破,就可以擺脫ASML光刻機壟斷的言論可以休矣。因為就目前而言,我們僅僅是攻克了其中一個技術,在其它很多配套技術方面還沒有徹底搞定,尚不能形成一個整機,所以國內光刻機的研發還有很長的路要走。
當然了,現在我們已經開始真正重視起晶片領域,國內的晶片廠商和中科院等頂級機構也已經開始持續發力,相信我們的光刻機技術達到世界頂尖水平還是有機會的。
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