比原子弹还稀有,全世界仅有两个国家掌握,高端光刻机有多难造?

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文/大壮实验室

编辑/大壮实验室

全球仅有日本的EUV光刻机技术,专利申请位居第一,就连以科技实力著称的美国,都没能拥有这门稀有高端光刻机技术,那么EUV光刻机是什么,会比原子弹还更难制造?是有多难造?

EUV光刻机技术的重要

全球目前仅有日本与荷兰掌握了EUV光刻技术,而全球唯一能够生产EUV光刻机的是荷兰的ASML公司,也是总部在荷兰埃因霍温,全球最大的半导体设备制造商之一,中文名称也可以叫做阿斯麦或是艾司摩尔。

那什么是光刻机呢?其实可以想想人体构造,其中最为重要的指挥官就是人的大脑,而光刻机就可以理解为是电子产品的运行核心,也就是人们常说的芯片,一件电子产品厉不厉害关键就在芯片,而芯片技术是既小又要优的难点技术。

纳米级精度加工,这是一种将波长为13.5纳米极紫外光,作为光源的光刻技术,在细如发丝的环境下搞研究,也是在芯片制造中不可缺少的关键一环,而制作工艺的高低,也是会直接影响芯片的性能,性能则会直接关乎电子产品的使用水平。

适应与兼容性强,EUV技术的研发与应用涉及到多项领域,无论在物理、化学、光学和材料以及机械、电子方面,都有较多的相关专利技术,这种EUV光刻技术的应用不仅可以加工硅片,还能适应于各种材质材料的微纳加工。

高制造标准不对外公布,目前能够生产和制造EUV的荷兰阿斯麦公司,汇聚了全球最顶尖的技术团队,是来自各国的技术专家,共同打造和研制出了领先全球的芯片技术,而这属其公司专利技术,不仅制造标准高,技术也并不对外分享。

复杂且需求量大,EUV光刻技术是目前制造最为复杂的技术组件之一,有超10万个复杂组件和无数的细小零部件,每个部件的设计、加工生产及最后的装配都有严格的顺序及质量工艺要求,许多国防工业或是手机制造都会对光刻机有大量需求。

中国EUV光刻机难关

光刻机的运行,主要是在其启动后,发射紫外线并去除晶圆体表面的那层保护膜,之后再将设计完成的电路图形,极为精准的投射到设备晶圆体上,将符合芯片使用的的图形射到所需的设备区域,对精准度的把握也是一项重要的考验

虽说中国的芯片市场,才应是最具潜力的庞大市场,约能占全球33%的市场份额,而在科技制造实力上,也是处于较为领先的发展状态,但介于高端光刻机的制造技术,存在许多复杂的技术挑战,中国的光刻机设备技术,还是主要依赖进口。

供应商垄断供应,对于能够掌握这种技术的荷兰阿斯麦公司,据2022年11月4日消息,还被美予以施压,限制对华的有先进芯片技术的出口,还禁止对华供货出售光刻机,此行此举也是又为中国的高端光刻技术增加了阻力。

精度难以达到,尤其是在光刻机最早从DUV迭代到EUV后,中国的光刻机制造单位,想要突破纳米精度技术也是较难的,哪怕现在允许供货最先进的EUV光刻机到中国,可能也会因为其加工精度的把握不准确,而无法达到国产量产程度。

技术操作难点,光刻机最早是193纳米的短波紫外线DUV,而后就将其改为13.5纳米的极紫外光线,本就时薪了精度的跨越发展,还需要结合采用固定操作台与德国蔡司镜头制造厂的高端反射镜,增加反射效率的同时,还要保证操作不移位。

而面对制造困局,中国也有在积极的推进自主创新,加大力度投入建设,中国政府也出台了一系列政策,支持国内的半导体产业,发展自主可控的芯片生态系统。

目前,只有日本与荷兰掌握了这项高端的光刻机制造技术,但就两国与美国的关系,可能也就是中俄两国的技术发展有待突破,当前的一些中国芯片制造企业,也有在积极配合研发EUV光刻机,以期待实现国产化的光刻机。

光刻机与原子弹哪个更难?

也正是因为中国对于原子弹的研究发展,让世界认识到了中国制造技术的突破能力,中国能够在开始研究原子弹相差近20年的时间,就能够取得重大突破并达到领先水平,也是让一众发达国家的发展有所畏惧。

即使荷兰阿斯麦公司研制出了高端光刻机技术,但对于来自美方的施压也是欣然接受,被制造技术工艺卡脖子的中国芯片,也确实会生产起来需要耗费时间在研究制造原理之上,而原子弹则是在我国已有实物,掌握了其原理后开始的研究。

所以两厢对比之下,在完全没有实物先进光刻机的情况下,中国对于光刻机的研制也就处于了一种艰难的摸索时期,而突破来自荷兰阿斯麦公司先进技术的垄断,才是更为严峻的技术考验。

所以制造光刻机会比原子弹更难,其难点就在于那技术原理的未能完全掌握,而现也能够生产14纳米的芯片,但未能实现量产,却已经能够满足国防工业的需求,还有华为手机使用的7纳米芯片技术,也是中国新品技术的一种的突破

虽然对于光刻机技术水平也在不断的进步与发展之中,但高端的高精度光刻机的制造生产,可能还是会面临一些问题与挑战,如果能够尽快的打破光刻机的技术壁垒,那么将会为问过得到全球芯片市场开拓更大的市场份额。

而且更高精的高端光刻机一旦能够实现国产化,那么也会为我国更多的使用芯片的制造企业降低进口技术的成本,从而增加产品质量及市场竞争实力。

中国的科技成就

中国的科技发展,一直都在国际上有着不容忽视的地位,所取得的成就更是享誉世界,像是在导航卫星上的的北斗卫星导航技术,已经可以做到与美国的GPS并驾齐驱的能力,100%国产化的北斗导航,更是被国际越有120多个国家使用。

有着我国“振国之宝”的反卫星技术寄生星,不仅可以实时观测与打击他国卫星的监测,其反制技术也有运用于武器技术中的反导能力,像我国的东风-17导弹,就应用了反导系统且由我国自主研发的,高超音速繁荣中短程常规弹道型导弹。

还有最近几年蓬勃发展的航天技术,不仅达到了国际先进水平,其中长征系列运载火箭,更是有从常温推进剂、发展到低温推进剂,从串联到并联、末级一次的启动至多次启动、还有从一箭单星到一箭多星以及由载物到载人的技术跨越发展。

多种高新技术加持下的中国科技,也在高速高铁技术、物联网络技术、云计算、生物燃料、核电、太阳能发电、深潜器建造、量子通信、激光等技术,有着较为领先的发展与制造技术实力。

虽然中国的光刻机技术发展,暂时并不具有什么优势,但一旦突破瓶颈的发展速度,却是在全球范围内有目共睹,高端的EUV光刻机技术,虽然当前还并没有真正意义上的完全掌握。

但始终低调谦逊的中国科研人员,还在不断的尝试与实验之中,那么待中国制出产的高端光刻机制造技术,可能也只是时间的问题,中国的科技发展也绝不会落后。

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页面更新:2024-05-10

标签:光刻   原子弹   荷兰   稀有   中国   纳米   精度   芯片   全世界   加工   国家   全球   技术

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