光刻機是製造晶片的必備工具,由於我國研發光刻機的時間比較遲,所以技術水平不高,要想突破荷蘭ASML的技術還是很難,目前荷蘭ASML佔據了全球市場份額的80%以上。能夠製造高端光刻機的國家沒有幾個,第一的是荷蘭ASML,第二是日本的Nikon,第三是日本Canon三大品牌為主。日本的這兩家企業,在市場佔有率上比較小,一般都是首選荷蘭的ASML。
光刻機的技術難度特別高,被稱為現在的光學工業之花,堪稱人類智慧集大成的產物。它的整體需要上萬個精密部件,上萬行的代碼,以及高精確的機械工藝技術。尤其是在光源和底片方面,ASML由美國和德國的支持,也就是美國給它提供了最新進的光源技術,而德國卡爾蔡司提供了頂尖的鏡頭。
大家都知道,很多高端鏡頭都使用的是卡爾蔡司鏡頭,蔡司祖孫三代在同一家公司的同一個職位,鏡片材質做到均勻,需幾十年到上百年技術積澱。並且光刻機裡有兩個同步運動的工件臺,一個載底片,一個載膠片。兩者需始終同步,誤差在2納米以下。兩個工作檯由靜到動,加速度跟飛彈發射差不多。
目前晶片製造是離不開光刻機的,光刻機就是晶片製造的靈魂,不可取代。而有些人說蝕刻機可以,我只能說他們根本沒有搞清楚光刻機和蝕刻機的原理和區別。那為什麼光刻機無法取代?蝕刻機又是什麼?
光刻機進行光刻的過程跟洗照片是非常類似,洗照片是把影像用底片複製到相片上,而光刻是我們把設計好的集成電路圖通過紫外光源用掩模板刻到矽晶圓上。相對於蝕刻來說,光刻要複雜得多,比如一片光罩其實就有幾十層,感光膠也根據不同情況要用不同的材料。
光刻機技術壁壘很高,需要高度專業的光學技術和電子工業基礎,以及變態的製造精密程度。研發光刻機需要投入巨大的資金和人力支持,而製造一臺光刻機需要整合數百家科技,數萬項專利技術,數十萬個精密部件,所以說光刻機還真不是你想搞就能搞出來的。
了解了晶片製造工藝,就該知道很多人說的蝕刻機代替光刻機是不行的,這就是晶片製造的兩個工藝步驟,缺了蝕刻機也是萬萬不行的。現在的蝕刻有幹法蝕刻和溼法蝕刻兩種,所以對應有兩種蝕刻機。
溼法蝕刻是一種利用化學試劑將晶圓表面的多餘薄膜腐蝕去除的方法,因為是在液態環境下實現的,所以叫溼法蝕刻。幹法蝕刻是利用等離子體,轟擊晶圓表面薄膜,使其產生揮發性從而實現蝕刻。
我國光刻機起步較晚,但經過十幾年發展,已經在逐漸掌握光刻機技術,但是和國外公司相比,仍然處於明顯劣勢。我國光刻機最高水平可能是上海微電子,90nm工藝製程,而ASML已經達到5nm製程。在精密機械製造方面,我國也是落後於德國、日本等一線企業。
相對來說,我國的蝕刻機情況比較樂觀,處於世界領先水準。我國7nm的蝕刻機已經走出國門,向其他企業出口。最先進的應該說我國5nm製程的等離子蝕刻機,也取得了很多成果。在光刻機方面,我們國家仍舊是處於90nm工藝,部分企業還是處於200nm工藝上。因此,想要趕上ASML還有很長的路要走。