誰說中國造不出光刻機 國產機獲得重大突破 芯片格局將被顛覆

“即便將光刻機圖紙給你們,也沒辦法造出來!”這是曾經海外一些專家對中國的嘲諷,真的如此嗎?

2022年上海微電子已經成功研製出了中國第一個28nm光刻機,14nm的芯片將進行量產,這一消息受到國內外各界的廣泛關注,這是我國光刻技術的一大進步,也說明了我國的光刻技術與最頂尖的光刻技術之間的差距正在逐漸縮小。

什麼是光刻機

光刻機又被稱為掩模對準曝光機,是半導體領域不可或缺的設備,也是芯片製作的重要核心,沒有光刻機就無法製作芯片,自然也就無法擁有電腦和手機,因此光刻機是一個國家生產力和科技發展的重要依托。如此重要的地位也意味著其產出的布藝。

光刻機是目前最複雜,製作難度最高的精密設備,它的製作難度比原子彈都要高。其工作原理類似於相片沖印,需要把掩膜版上的精細圖形,通過光線的曝光印製到矽片上,其過程需要功率極高、體積極小又非常穩定的光源,反復多次聚光進行疊加,非常複雜。

一台EVU光刻機的零件超過10萬個,其中90%的零件都需要從其他國家進口,目前世界上的高端光刻機製造技術非常稀有,而且十分昂貴,一般一台需要3千萬到5千萬,高端一些的光刻機最高則需要1.2億美金,想買都不好買,由此可見製作光刻機的難度非常大。

光刻機製造,誰最強?中國!勢如破竹

全球最頂級的EVU光刻機,是由荷蘭ASML開發研製的,另外還有日本尼康和佳能這三大品牌,他們幾乎是全球光刻機的壟斷者,牽制著全球芯片產業的發展。

目前,荷蘭ASML公司的5nm極紫外線EUV光刻機是無人能夠超越的,為保證光刻機的高端品質,所有零件幾乎都是進口的各國最先進品牌,只有少數公司能夠買到,比如台積電、三星、英特爾,一般公司很難買到。

14nm及以下的高端光刻機被荷蘭ASML壟斷,日本光刻技術有尼康38nm,還有佳能28nm,而如今中國上海微電子的光刻機也開始逐漸在光刻機領域異軍突起,中國在2022年交付了第一台28nm的光刻機,雖然比其他三個國家要晚,但勢如破竹,令全球震驚,使荷蘭ASML集團後怕。

我國光刻機的發展現狀與研究進程

光刻機是芯片製作的核心,我國人口眾多,對芯片的需求量極大,但中國的光刻技術科技並未達到高端水平,因此這一切都需要藉助進口的方式實現。

早在2018年,中芯國際就向ASML訂購了EUV光刻機,然而ASML受到了美國的資金和技術支持,加上美國對中國科技的抵制與打壓,此光刻機至今也沒有成交。

中國的高端科技受到了一定程度的限制,求人不如求己,於是中國開始逐漸重視對光刻機的研製。

其實早在20年前,中國對光刻機就有了一些計劃,並對此進行了分析和研究,2002年上海微電子公司成立,專注於半導體集成電路產業的研發,當時還有很多海外專家對此表示質疑,認為中國不可能製造出光刻機。

然而中國是不甘落後,具有極強科研精神及鬥志的民族,在國家的大力支持下,我國正在一步一步地解決各種難題,實現一個又一個突破。

2008年起,我國開始大力進行光刻機的研發,開展電路製造專項科技,經過努力,中國第一台90nm的光端光刻機研製成功。

2019年4月,武漢光電國家研究中心在對光刻領域研發項目中,光刻出了9nm的光線,這一研製使我國脫離了對光刻機零部件、軟件及一些材料的進口需求,實現了國產化。

2020年6月,我國研製光刻機技術進一步細化,經過2年的時間,2022年中國的光刻機技術突破了28nm,28nm光刻機不僅僅可以只製作出28nm的芯片,也可以對其光線進行多次曝光,最終可以製作出7-14nm的芯片。

我國的光刻機研究歷程走得十分艱辛,雖然我國光刻機與荷蘭最頂級的5nm還存在很大差距,但是中國在短短幾年的時間裡就有瞭如此大的突破,未來非常可期。

製造一台光刻機,究竟有多難?

都說光刻機比原子彈的製造都要難,其實一點也不誇張。

首先,光刻機的光源技術問題難度很大,需要很長的時間進行研發,製造一台光刻機所需要的零件超過10萬個,而且都需要用到最高科技的零件,因此它不是說一個國家就能夠輕鬆製造出來的,它需要全球多個國家的技術支持,比如,在光刻產業鏈中,存在一些光源、激光器、鏡頭等組件,只有很少的國家和企業有這些組件的技術。

其次,光刻機的研發和製造離不開大量的資金支持,一些發達國家每年在製造光刻機的研發上所需要的資金幾乎超過90億,一些製作光刻機的國家目前的資金支出超過4000億元,像光刻機壟斷者荷蘭ASML每年投入的資金,幾乎是一些500強企業三個季度的收入。

目前來說,我國在高端光刻機製造上還面臨著很多難題,首先我國光刻技術起步晚,相對國外一些高端光刻機製造商是落後的,幾乎要有約15年的差距,另外,能夠投入到光刻機研發上的科技人才也相對稀少,目前也就只有中芯國際的科研更為先進。

未來的國產光刻機將超越荷蘭?

全球科技都在迅速發展,科技是一個國家最強有力的戰鬥武器,在這個科技時代,幾乎各行各業都離不開芯片,未來對高端芯片的需求也將逐漸增加,如果沒有高端光刻機的研發,芯片就無法達到先進水平,那麼也將會在國家競爭力上處於下風。

想要製造出能夠與世界相抗衡的芯片,就必須要有高端的芯片加工技術,而這一切的前提都是最高端光刻機的製造。

未來中國想要在走在全球科技的頂端,就必須加大資金支持,加強對光刻機領域人才的培養。

中國正在努力擺脫對海外電子科技的依賴,芯片產業逐漸自給自足,不再受制於國外的牽制,我國已躋身於世界光刻機前列,想必未來全球的芯片格局將有新的局面,或許未來可以居於世界光刻技術及芯片產業的主導地位。

曾經國外一些專家認為我國製造不出光刻機,但我們有了90nm光刻機,後來,他們又質疑我們製造不出更好的,我們研製了28nm光刻技術,如今,他們又認為我們不可能達到最頂級水平,對此,你怎麼想?

作者:王大橘 校稿:川川

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