美國科技媒體:中國正在以10年低效期的代價去開發自主裝置,用這種高風險的方法換取在光刻機領域的獨立自主

01. 前沿導讀

據美國科技媒體Tom's Hardware所發佈的新聞表示:

隨著美國製裁的一步步收縮,中國獲得ASML先進EUV光刻機的希望渺茫,於是中國企業將目光放在了浸潤式DUV光刻機上。中國企業正在嘗試完成國產浸潤式裝置的開發,並且依賴於多重圖案化技術去製造國產的先進晶片。

ASML現任CEO克里斯托夫·富凱在接受彭博社採訪時表示,中國的光刻機產業落後世界10到15年的時間,但是美國的制裁正在讓中國加速發展。

DUV裝置成為了中國的突破口,不過研發先進的DUV會讓中國企業陷入10年左右的低效時期。用10年的產業低效率換取在光刻機領域的獨立自主,這對於中國企業來說是一個極具風險的挑戰。

參考資料:

China bets on DUV as EUV blockade reshapes chipmaking

https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/china-bets-on-duv-as-euv-blockade-reshapes-chipmaking

02. 技術追趕

對於荷蘭ASML的NXT系列EUV光刻機來說,全部產品均無法交付給中國大陸企業。

這些產品是單次曝光製造7nm及以下晶片的核心裝置,據中芯國際CEO梁孟松在大會報告上面表示,中國企業已經完成了7nm技術開發,但是需要EUV裝置進行測試。如果EUV裝置持續被封鎖,那麼就要想辦法採用其他技術 。

據ASML首席財務官羅傑·達森在公司財報上面表示,ASML在2023年向中國大陸企業交付了許多未被美國限制的DUV光刻機,這些裝置都是中國企業幾年前下的訂單,並且採購的中國企業均為成熟晶片的製造商,符合美國以及荷蘭的出口條例。

參考資料:

ASML Q4 2023 - Financial results | ASML

https://www.asml.com/en/investors/financial-results/q4-2023

EUV光刻機是現存最複雜的精密裝置之一,其內部的零部件高達幾十萬個,並且還有數千個來自於美國企業提供的零部件,整體售價達到了1.5億美元以上。

EUV裝置可以單次曝光製造7nm及以下的先進晶片,這是DUV光刻機所達不到的效果,所以EUV裝置成為了先進晶片製造商的首選產品。

DUV光刻機的應用時間比EUV早了20多年,先進的浸潤式DUV光刻機可以單次曝光製造28nm的晶片,使用多重圖案化技術可以製造出7nm晶片,但是其成本、能效、良品率均會大幅度波動。

英特爾曾經使用ASML的浸潤式DUV光刻機和多重圖案化技術,去製造金屬間距在30nm左右的10nm先進晶片,該晶片的整體特性與台積電的7nm相當。儘管英特爾成功製造出了先進晶片,但是其能效、產能均無法達到合格水平,成本投入和市場化效果不成正比。

英特爾和台積電已經驗證了該技術的可行性,這也給了中國大陸企業製造先進晶片的機會。

03. 技術瓶頸

華為新麒麟晶片的推出,成功說明了中國大陸企業已經通過以上方法製造並量產了先進晶片。儘管這些晶片可以被搭載到手機產品中,但是其整體的能效和性能要差於台積電製造的產品。

現在中國企業手中的光刻機,幾乎都是來自於前幾年從ASML手中囤積的浸潤式裝置。

多重圖案化技術會消耗更多的晶圓資源,並且需要高精度的刻蝕機和測量裝置進行輔助製造。用浸潤式裝置製造先進晶片,其綜合成本是要遠高於EUV裝置。

即便中國企業遇到了多種困難,同時還承擔著著高昂的製造成本,但好在是解決了先進晶片的供應問題,這一切是值得的。先解決有的問題,然後解決好不好用的問題。

雖然EUV光刻機是製造先進晶片的核心裝置,但是DUV光刻機也是不可或缺的裝置。

據ASML官方的產業報告顯示:

那怕是現在經過EUV光刻機製造完成的晶片,其內部的多個關鍵層也是採用了DUV技術。DUV和EUV從來都不是替代的關係,而是面向兩個領域的產品,都擁有不可替代性的理念和原則。

美國的對華封鎖,是一個零和博弈的競爭。要麼就擁抱全球化體系,使用先進的進口光刻機。要麼就自立自強,想辦法開發自主的光刻機裝置,走國產化路線。

但是美國的制裁封鎖,相當於直接掐斷了中國走全球化體系這條路。美國先封鎖了EUV,然後封鎖DUV,那麼中國企業自然而然的就會將目光轉向本國的裝置製造商,走另一條國產化技術的道路。

雖然在國產化的道路上會面臨著多年的低效期,但是每發展一個階段,就離自立自強又近了一步。對於現在以及未來的中國晶片產業來說,自立自強是首要的目標,也是長遠的目標。 (逍遙漠)