美国限制对中国出售光刻机,荷兰:这样只会激发中国自主研发!

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美国一直试图阻止荷兰的ASML向中国出售最先进的EUV光刻机,甚至连次先进的DUV光刻机也要限制。

但ASML的首席执行官表示,这样做只会激发中国自主研发的动力,而不会改变中国芯片产业的发展趋势。那么,国产光刻机到底研发进展如何?下面我们就来一探究竟。

对中国的围堵和打压

目前,ASML垄断了极紫外(EUV)光刻机市场,而中国却没有自己的光刻机产业,完全依赖进口。这种局面在2023年变得更加危急。

由于美国对中国的技术封锁不断升级,不仅禁止向中国出口EUV光刻机,还要求荷兰政府阻止ASML出售193nm ArF干式DUV光刻机给中芯国际。

那么,为什么美国要对193nm ArF干式DUV光刻机下手呢?

原因有两个:一是这种光刻机在先进制程中仍然发挥着重要作用。虽然EUV光刻机可以实现更高的分辨率和更少的曝光次数,但是它还存在稳定性、成本和产能等问题。

因此,目前7nm以下的工艺都是采用EUV和DUV相结合的方式。如果没有DUV光刻机,EUV也无法发挥最大效果。

二是这种光刻机是中国自主研发光刻机的重要基础。据悉,上海微电子设备有限公司(SMEE)已经研发出了可用于28nm制程生产的193nm ArF浸润式DUV光刻机,这是国产光刻机取得的重大突破。

美国不仅在国内出台了《芯片法》和《竞争法》两个法案,拨款数千亿美元支持本土半导体产业,还在国际上拉拢盟友,试图建立一个以自己为核心的半导体供应链网络,以孤立和遏制中国的发展。

其中,最引人关注的是美国提议与台湾、日本和韩国组成的CHIP4方联盟,以及以半导体等战略物资稳定供应为目的的印太经济框架(IPEF)。

CHIP4方联盟是美国在半导体领域最具野心的计划之一。它涵盖了全球半导体产业上、中、下游的头部企业。这些企业在各自领域都有着强大的技术优势和市场份额,如果能够形成紧密合作,将构成一个难以撼动的半导体霸权。

美国推动CHIP4方联盟的目的有两个:一是保障自身对先进芯片的供应,减少对中国市场和产品的依赖。二是阻止中国获取关键技术和设备,延缓中国在半导体领域的进步。美国希望通过这个联盟,实现对全球半导体产业链的控制和主导。

然而,CHIP4方联盟并非易事。首先,各方之间存在着利益冲突和竞争关系。例如,英特尔和台积电都是全球最大的晶圆代工厂商,三星和SK海力士都是全球最大的存储芯片厂商,高通和联发科都是全球最大的移动处理器厂商。这些企业之间不可能完全放弃自身利益而服从美国安排。

其次,各方之间也存在着政治敏感性和复杂性。例如,台湾是中国不可分割的一部分,但美国一直在干涉台湾问题,并利用台积电等企业作为筹码。日本和韩国之间也有历史纠纷和贸易摩擦,并不愿意轻易合作。这些因素都会影响CHIP4方联盟的成立和运行。

印太经济框架是美国在地缘政治层面的另一个尝试。美国希望通过这个框架,拉拢日本、韩国、东盟等国家,形成一个对抗中国的经济和政治联盟。

然而,印太经济框架也面临着巨大的挑战和困难。

首先,它与已经成立的区域全面经济伙伴关系协定(RCEP)存在着冲突和竞争。RCEP涵盖了全球近三分之一的人口和经济总量,对亚太地区的经济一体化有着重要意义。美国想要通过印太经济框架削弱RCEP的影响力,恐怕不是一件容易的事情。

其次,它也与已经由日本主导的TPP的变体CPTPP存在着矛盾和分歧。CPTPP是在美国退出TPP后,由日本率先推动的另一种跨太平洋贸易协定。美国想要通过印太经济框架重新获得亚太地区的话语权,恐怕也不会得到日本等国家的欢迎和支持。

美国在半导体领域的外部框架,无论是CHIP4方联盟还是印太经济框架,都是出于遏制中国发展的目的而提出的,并不符合各方的真实利益和需求。这些计划在实施过程中必然会遇到各种阻力和困难,成功性势必微乎其微。

国产光刻机的真实情况

面对外部的封锁和压力,中国在半导体领域也没有坐以待毙,而是加大了自主研发和创新的力度,尤其是在关键设备上下了不少功夫。其中,最受关注的就是国产光刻机的发展情况。

光刻机被称为芯片制造中的“造钱机”。目前,全球只有荷兰ASML、日本佳能、日本Nikon三家公司能够提供高端光刻机,而ASML更是垄断了EUV极紫外光刻机市场。中国在这方面一直处于落后和依赖的状态,但近年来也取得了一些突破和进步。

据悉,我国目前已经实现了248nm KrF干式DUV光刻机和193nm ArF浸润式DUV光刻机的国产化,并已经开始量产或试产。这两种光刻机分别可以满足90nm和28nm工艺节点的芯片制造需求,虽然与国际先进水平还有较大差距,但也是我国半导体产业自主可控的重要标志。

248nm KrF干式DUV光刻机是由上海微电子设备有限公司(SMEE)研发的,在2018年就已经交付给了中芯国际,并在2020年实现了量产。

这款光刻机采用了KrF准分子激光器作为光源,波长为248nm,可以实现90nm工艺节点以下的曝光精度。这款光刻机主要用于制造存储器、逻辑器件、MEMS等产品。

193nm ArF浸润式DUV光刻机是由中微半导体设备(上海)股份有限公司(NMC)研发的,在2021年就已经交付给了华润微电子,并在2022年开始试产。

这款光刻机采用了ArF准分子激光器作为光源,波长为193nm,并且采用了浸润技术来缩短等效波长,可以实现28nm工艺节点以下的曝光精度。这款光刻机主要用于制造高性能计算、人工智能、物联网等领域的芯片。

虽然国产光刻机在技术上取得了一定的突破,但是在实际应用中还面临着很多困难和挑战。一方面是国产光刻机的验收标准过低,另一方面是国产光刻机缺乏生产经验和市场认可度。

据网上消息,上海微电子设备有限公司(SMEE)研发的193nm ArF浸润式DUV光刻机(即所谓的“28nm光刻机”)没有通过02专项(即“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”项目)的国家验收,在首台试产后就没有了下文。

02专项是我国在2008年启动的一个科技重大专项项目,旨在推动我国集成电路制造产业的发展,其中包括了光刻机、蚀刻机、沉积机、CMP、测试等多个关键设备的研发。

02专项对于每个设备都有相应的验收标准,比如对于光刻机来说,就有曝光精度、重复性、稳定性、可靠性、产能等多个指标。这些指标都是根据国际先进水平制定的,并不低于同类设备。

然而,即使如此,国产光刻机仍然没有通过02专项的验收。这说明国产光刻机在技术上还有很多不足之处,比如光源、镜头、激光器、工作台等关键部件的性能和质量还不能达到要求,或者系统集成和调试还存在问题。

除了技术上的问题,国产光刻机还缺乏生产经验和市场认可度。目前,国产光刻机主要由上海微电子设备有限公司(SMEE)和中微半导体设备(上海)股份有限公司(NMC)两家公司研发和生产。

这两家公司相比于国际巨头ASML、佳能、尼康等公司,无论是在人员数量、营收规模,还是研发投入上,都有着巨大的差距。而且,国产光刻机的出货量也非常有限,根据亚化咨询数据显示,2020年国产光刻机的出货量只有3台,而同期全球光刻机的出货量为413台。这说明国产光刻机在市场上的占有率和竞争力还很低。

更重要的是,国产光刻机还没有得到国内外芯片制造商的信任和认可。目前,国产光刻机主要供应给一些国内的存储器、逻辑器件、MEMS等产品的制造商,而且主要用于非关键层的曝光。

对于一些高端的芯片制造商,比如中芯国际、华润微电子、长江存储等,他们更倾向于使用进口的高性能光刻机,以保证芯片的质量和良率。即使他们购买了国产光刻机,也很少将其应用到实际的生产线上。这就导致了国产光刻机缺乏足够的生产数据和反馈,难以进行优化和改进。

总之,国产光刻机虽然在技术上有了一定的进步,但是距离国际先进水平还有很大的差距和困境。我们不能因为一时的成绩而沾沾自喜,也不能因为一时的困难而气馁。我们必须坚持自主研发和创新,提高国产光刻机的技术水平和市场竞争力,争取早日实现光刻机领域的自主可控。

结语

虽然中国在光刻机等领域还存在很大的技术和市场差距,不过,这是中国芯片产业发展的重要挑战,也是中国实现科技自立自强的必然选择。我们期待着中国芯片制造能够早日走向世界舞台,为国家和人民做出更大的贡献。

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页面更新:2024-03-12

标签:三星   光刻   美国   中国   荷兰   日本   微电子   半导体   框架   芯片   自主   经济

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