01 前沿導讀
據韓國媒體《韓國先驅報》內容指出,美國實施的出口管制正在讓中國加快自主先進光刻機的研發,但韓國漢陽大學材料學教授安振浩對此表示稱:對於中國團隊來說,展示一台他們自己研發的先進曝光裝置是可能的,但是想要在10年內製造出足以商業化運行的裝置,這基本不可能。
在實驗室中進行技術演示,跟安裝在生產線上面製造晶片,這是兩個完全不同的概念。
02 商業化
韓國半導體工業協會董事安基賢指出,在7nm及以下節點,EUV技術是當下主流技術,也是不可或缺的技術,這個技術目前被荷蘭ASML完全統治。
如果中國企業真的可以實現極紫外技術的本地化量產製造,那麼這將會重塑全球晶片產業的格局,但是想要達到這一點是很困難的。
根據ASML公司發佈的官方資料顯示,ASML第一代EUV光刻原型機在2006年交付給比利時微電子中心以及紐約州立大學進行技術研究。
2008年,紐約州立大學利用該原型機製造出了首批晶片產品。
2010年,ASML製造出了NXE:3100光刻機。這是一台預生產的EUV光刻機,交付給了韓國三星的研究機構,讓其對製造效率和良品率進行研究,為商業化做準備。
2012年,英特爾、三星、台積電這三家晶圓巨頭以購買股權的方式為ASML注資,確保ASML有足夠的資金去研發可商業化的EUV裝置。
2016年,NXE:3400系列光刻機進行規模化量產,交付給三星、台積電等企業使用。
2019年,使用EUV光刻機製造的7nm晶片正式進入消費市場,首批搭載EUV工藝晶片的產品是三星note10系列,隨後就是華為mate 20X 5G以及mate30系列的5G版本。
2020年12月,ASML官方宣佈其製造的EUV裝置已出貨100台,ASML揭開了全球晶片製造的新技術時代。
ASML的零件供應商總共有5100家,來自於歐洲、北美、亞洲等全球各地區。
這些供應商將特定的零部件交付給ASML,由ASML負責將所有的零件拼裝到一起,最後通過特定的工業軟體讓其穩定運行起來製造晶片。
ASML更像是一個方案整合商,負責將所有的零件拼湊在一起,形成一個可製造產品的整機裝置。
ASML也同時負責EUV的銷售以及售後服務工作,這也是ASML公司最強大的地方,只有這一家企業知道如何組裝裝置,知道如何維修裝置,EUV光刻機完全就是寡頭壟斷的格局。
EUV光刻機是一個非常依賴全球供應鏈合作的技術項目,美國西盟公司提供極紫外光、德國通快公司製造發射極紫外光的發射器、德國蔡司公司製造EUV的整個曝光系統、日本企業負責提供塗覆晶圓的EUV光刻膠、ASML則是提供晶圓對準系統,並且負責整機的製造銷售體系。
每一個環節都涉及到光學技術與硬體裝置的緊密連接,還涉及到供應鏈之間的技術適配性,這也是ASML從2006年製造出EUV原型機,一直到2019年才正式進入商業化的主要原因。
03 技術壁壘
韓國漢陽大學教授安振浩指出,像尼康、佳能這種老牌的光學工業巨頭,也曾投入大量資源嘗試過涉足EUV光刻機領域,但是從未成功過。
這個技術領域根本不是依靠蠻力就能進入的,你需要聯合最頂級的供應鏈合作,然後經過數十年的技術積累去提升成功率。
對於被美國實施出口管制的中國團隊來說,不能獲得國際頂級供應鏈的支援,這是一個無法迴避的難題。
既然提到了尼康,那麼就來說一下尼康的情況。
尼康曾投入超過1000億日元用於研發可商業化的EUV裝置,但是直到2018年,尼康只有實驗室內的原型機,無法將其進行商業化量產,最終宣告項目失敗。
雖然尼康在EUV領域徹底出局,但是其在2016年發佈了浸潤式光刻機NSR-S631E,單次曝光製造28nm晶片,多次曝光製造7nm晶片,並且採用了氣動軸承系統,提升了對準精度,尼康也因此成為了全球繼ASML之後,第二家擁有先進浸潤式光刻機製造能力的企業。
如今的光刻機市場格局已經變成了ASML一家獨大,ASML掌控著EUV、浸潤式等先進裝置的市場統治權,總市場佔比超過70%。
其次是佳能在KrF和i線裝置領域實現了較高的市場份額,並且佳能還有奈米壓印這個先進節點的裝置。
而尼康雖然有浸潤式光刻機,但是技術水平與ASML的差距較大,國際市場並不願意主動採購尼康的浸潤式。
現在尼康的光刻機業務萎靡嚴重,半年僅僅賣出9台裝置,而且還都是製造成熟節點的產品,浸潤式沒有出貨,虧損嚴重。
據王陽元、陳南翔、趙晉榮等人在科技導報上面發佈的產業建議指出,中國的中國國產28nm浸潤式光刻機已經進入了測試階段,中微半導體的先進刻蝕機裝置也已經進入了台積電7nm和5nm生產線,其他企業製造的中國國產裝置均在生產線上實現了對部分海外裝置的中國國產化替代。
目前中國國產光刻機已經推進到了浸潤式技術的測試階段,測試階段需要做的事情就是提升其規模化製造的能力,在穩定性和經濟性上面進行重點最佳化,將裝置從能用階段,轉變為好用、穩用階段。
在穩定中國國產浸潤式光刻機的同時,還要聚集中國的尖端力量,推動中國國產極紫外光刻機的發展情況。
多年前,海外媒體並不認為中國企業能在被美國封鎖下的前提下,製造出7nm晶片,也並不認為中國團隊可以完成光刻機的整機製造。但事實證明,這些技術中國企業都已經完成了,正在對更加困難的技術發起挑戰。 (逍遙漠)
