最新资讯!把图纸送给中国也造不出高端光刻机?华为:光电芯片已引领全球
众所周知,光刻机被称为世界上最复杂的机器之一,世界上没有哪一家公司能够独立把它制造出来!可能很多人还不知道什么是光刻机?它又叫掩模对准曝光机,采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。它是制造芯片的核心设备。目前光刻机一般分为普通光刻机(DUV)和高端光刻机(EUV)两种。
其中高端光刻机堪称现代光学工业之花,一台高端光刻机的平均售价都在1亿美元以上。高端光刻机制造难度极大,放眼全世界,也只有荷兰ASML(阿斯麦尔)、日本Nikon(尼康)和Canon(佳能)等少数几家公司能够制造。
长期以来,西方国家尤其是老美以各种理由制裁和打压我国的半导体产业,甚至直接下令禁止ASML向我国出口EUV光刻机,甚至还搞出一个什么芯片法案,不允许芯片公司在我国投资建厂,给我国高端芯片制造业设置重重障碍。
早在2002年,当时上海微电子公司刚刚成立,为了填补光刻机市场上的空白,我国曾经率团去荷兰ASML公司交流学习。其中一位ASML的工程师就轻蔑地说道,即便将全部光刻机图纸送给中国,中国也造不出光刻机。
更令人气愤的是,就连台湾台积电董事长张忠谋也曾表示,大陆就算使出举国之力,也造不出高端芯片。
他们的冷嘲热讽如一根根银针,深深刺痛了我国科研人员的心。买不到光刻机怎么办?那我们就自己造!毛主席说过,自己动手,丰衣足食!
其实提到光刻机,早在上世纪60年代末,清华大学的徐端颐教授就带领过数百人的团队攻坚光刻机的制造难题。而且在1971年就成功研制出了中国第一台光刻机,并投入量产。后来又经过9年的刻苦钻研,徐端颐团队又在1980年成功研制出了中国第一台自动对准投影光刻机,直到今天,世界上只有美国、日本等少数国家才能制造出这种设备。但是由于光刻机在当时并没有太大的用武之地,所以对于光刻机的研究后来就逐渐趋于停滞,慢慢地就被西方发达国家甩在身后了。但是,不可否认的是,徐端颐团队的成功为我国后来在国产光刻机领域的突破打下了坚实的基础。
这些年,我国科研人员继续夜以继日地奋力拼搏,终于在国产光刻机的制造上取得了多项重大突破。
2018年,由中国科学院光电技术研究所研制的拥有完全自主知识产权的“超分辨光刻装备”成功通过验收。此装备是目前世界上用紫外光实现光刻分辨力最高的超分辨纳米光刻装备,采用365nm的波长光源实现了22nm的光刻分辨率。结合自主开发的高深宽比刻蚀、多重图形等配套工艺,未来还可用于制造10nm级别的芯片!此项目已获得了国内发明专利47项,国外发明专利4项,并巧妙绕过了国外高分辨光刻装备的知识产权壁垒和技术封锁。
不仅如此,为了摆脱对ASML高端光刻机的依赖,我国正在探索一条绕过EUV光刻机制造高端芯片的道路,时至今日已经取得了一些令人瞩目的成绩。
中芯国际作为国内数一数二的芯片代工厂,公开表示目前已经正式量产55nm BCD工艺,远超意大利和法国的90nm工艺,成为目前全球最先进的BCD工艺。
看到这里可能很多人会问,55nm和台积电、三星的3nm相比是不是差远了?当然不能这么理解!因为台积电、三星的3nm是CMOS工艺,而中芯国际的55nm是BCD工艺,在架构上是完全不同的。
CMOS工艺主要用于电子产品上,而BCD工艺具有高功率、耐压的特点,主要用于汽车电子及工业领域。随着我国乃至全球新能源电动汽车的快速发展,55nm的汽车芯片正在掀起一场前所未有的全球浪潮。
2022年4月,华为的芯片堆叠封装专利技术问世。这一技术可以用堆叠、面积换性能等方法,通过不太先进的工艺,获得媲美先进性能的产品。当然,芯片堆叠不是简单地把2块低制程的芯片叠加在一起实现高制程芯片的性能,而是一种体积换性能的做法。如果想实现高制程芯片的性能,可将6-8块芯片堆叠在一起,不过堆叠过程中需要攻克很多难关才有可能能成功实现。
另外,华为在光电芯片技术领域也已经潜心研究十多年时间,还收购了多家与光电芯片有关的公司,并计划投资10亿英镑在英国建设光电芯片全球研发中心。相比传统的硅芯片,光电芯片具有传输速度更快、承载量更大的特点。而且光电芯片已经成为大势所趋,荷兰已经计划投资11亿欧元到光电芯片领域,德国也开始展开光电芯片相关课题的研究。总而言之,华为已经引领了光电芯片的世界潮流,技术处于世界领先水平。
在高端光刻机领域,面对西方国家的打压和封锁,我们并不是束手无策,而是多管齐下,既可以继续攻克高端光刻机的制造技术难题,也可以使用多种方法绕开光刻机实现高端芯片的制造。
中国是全球最大的芯片生产和消费国,每年进口芯片的金额远远超过石油等战略资源。但随着国内芯片制造水平的日益提高,我国正在逐步减少芯片进口的份额。芯片制造需要光刻机,但是它却已经不再是唯一选项。
ASML得知这些消息之后,态度突然180°大转弯,竟然不顾老美的反对,顶风向我国出口光刻机。而且还不禁感叹道,5年内中国就会掌握光刻机的核心技术,15年之后将领跑世界光刻机领域。