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[转帖] 【科技】1纳米芯片不再是空谈!面对光刻机巨头,我国芯片之路要怎么继续?

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【科技】1纳米芯片不再是空谈!面对光刻机巨头,我国芯片之路要怎么继续?

近期,华为的消息几乎充斥着各大媒体平台,每隔一段时间就会有进一步的消息传出,大家心中的爱国之情也在频繁刺激下迸发。面对我国半导体行业发展的技术短板,大家更是愤愤不平,纷纷喊出了独立自主搞研究的口号,国内企业也是很争气,纷纷一拥而上大力开展半导体方面的研究,我们正在翘首以盼的等待好消息。结果国外的“好消息”却抢先传来了,1纳米EUV光刻机要来了。
我们的发展还能怎么继续?
还没听到台积电1纳米工艺的突破,就先听到了1纳米光刻机的进展。
近期比利时一家叫做IMEC的半导体研究中心在今年的研究论坛上表示,该公司目前正和阿斯麦进行EUV光刻机方面的合作,合作目标就是共同开发出下一代的高分辨率EUV光刻技术,名字叫做High NA EUV。一旦该项合作投入使用,外界所猜测的“摩尔定律接近极限”的说法很可能被推翻。该技术将改进到1纳米甚至更小,看来EUV光刻机的发展还在进一步加快,反观目前国内的光刻机研究仍旧毫无进展。
其实,目前业内很多半导体企业基于摩尔定律已经放缓的现实,已经逐渐放弃了工艺微型化的研究,但是IMEC仍旧在继续投入,也许大家对这家公司并不熟悉,IMEC是目前世界上最先进的微型化研究机构,一直致力于和阿斯麦进行EUV技术的研发。目前,用于1纳米的光刻机设备终于有了进一步的消息。IMEC在这次研究论坛上还公布了3纳米到1纳米以下的逻辑器件路线图,引发各大半导体企业的关注。
其实对于高NA技术,台积电和三星在7纳米工艺上就已经有所运用了,5纳米工艺更是要通过NA技术和降低波长相结合来实现,而对于要求更高的2纳米以下的超精细工艺那就需要分辨率更高的光刻设备了。
发展现状
阿斯麦目前已经取得了重大进展,高NA EUV光刻设备相关系列预计2022年左右就可以实现商业化,不过这台机器在体积上相当庞大,因为其中包含的光学系统相当复杂,导致这台机器的高度超过了极限,常规洁净室恐怕放不下,看来这个新一代的机器还是需要经过完善的,不然的话使用厂商就要为它专门建一个新的洁净室了。
目前台积电已经开展了3纳米、2纳米以及1纳米的制程工艺研究,并不断传出突破的消息,可见,在近两年台积电的3纳米工艺芯片就将达到量产水平。届时,再有阿斯麦新一代的EUV光刻机加持,台积电就真的是打遍天下无敌手了。目前中芯国际才刚刚实现了14纳米芯片的量产,此前也传出了性能可以比肩7纳米的制程工艺新突破,但是要想达到量产水平,还得经历一段时间的打磨。
大家都知道,在正常情况下,7纳米以及7纳米以下的工艺生产都不可避免的会用到EUV光刻机,但是中芯国际所谓的7纳米工艺并不是真正意义上的7纳米工艺,而是依托于FinFET技术推出的N 1工艺,这种工艺下芯片的性能和稳定性都能达到7纳米芯片的水平,可以说是没有EUV光刻机可用的情况下的一种替代方案。针对目前在等效7纳米芯片上获得的成绩,中芯国际的梁孟松表示,N 1工艺之后还会进一步推出N 2工艺,这也是在目前国内放缓对EUV光刻机需求的最佳方案。在计划中,N 2工艺也不会用到EUV光刻机,但是我们不能一直依托这种技术,对于EUV光刻机的需求早晚会有,希望国内的芯片制造企业能够等到设备就绪。
国内光刻机研究取得成果最好的就是上海微电子,它们可生产90纳米芯片的光刻机已经实现了量产,也可以实际投入使用。目前上海微电子正在进行可生产28纳米芯片的光刻机的研发,至今为止没有进一步突破的消息传出。在这种光刻机水平下,我们无法满足国内代工企业的需求,只能寻求外界的帮助。
根据相关专家研究分析,我国的光刻机行业至少落后阿斯麦15年,而这15年的时间正好包括两个技术节点:一个是浸润式技术,另一个就是EUV光刻技术。浸润式技术是在2000年台积电的技术鬼才林本坚提出的新想法,主要是利用光的折射原理去改变光刻技术,这种原理在理论中虽然很简单,但是实际操作起来却很难,当时的光刻机巨头尼康也是因为这个拒绝了林本坚,在浸润式式原理之下,不用改变波长就能达到进一步的效果,于是阿斯麦进行了尝试,才有了现在称霸世界的光刻机巨人。
面对这一难题,目前我们还未有突破,而另一个EUV技术的突破就更不用多说了。浸润式技术是阿斯麦和台积电合作突破的,EUV技术则是广罗了美国的科技先驱才完成的突破。当时英特尔作为半导体领域当之无愧的大哥,急于进一步发展芯片的性能,于是和美国的能源部牵头,把AMD、IBM等半导体大公司拉入伙,联合美国的三大科技实验室对EUV技术进行了研发。但是当时在光刻机领域,美国本土缺少合适的企业填补空缺,英特尔就打算在荷兰阿斯麦和日本尼康中选择一个,但是由于美国当时不甘于被日本的尼康压了一头而放弃了尼康,转而选择了阿斯麦,这也是阿斯麦能成长起来的重要原因。
反观国内的光刻机制造行业
通过这两次光刻机的重要突破,再反观国内的光刻机制造行业,我们目前只能依靠自己的力量进行研究。前段时间根据日本的媒体报道,日渐衰落的尼康有意与国内企业合作进行光刻机方面的研发,如果双方真能达成合作,对于国内的光刻机行业来说无疑是一大助力,虽然尼康目前在光刻机领域已经渐趋衰落,但是作为曾经一度超过美国半导体的光刻机巨头,尼康的实力也不容小觑。
目前国内的半导体产业链亟待打通,面对同样是在半导体行业势头强劲的韩国,我们的合作机会却不大,非但合作这条路走不通,一旦韩国有较大突破,很可能国内的半导体产业面临的形势会更加严峻,相比较来说,日本尼康则受美国影响较小。
此前,尼康的半导体事业也曾多次受到美国的制裁,不然不会沦落到如今的地步,由此可见,我们的合作几率还是很大的。
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  • a59159a 金币 +4 感谢分享,论坛有您更精彩! 2020-12-11 22:56

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合作几率几可为零,一旦说尼康和中国合作,尼康就不是制裁的问题,而是倒闭的问题了。

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这个芯片很难做的啊 不然也不会现在就只有一种

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这方面要想取得一定的成绩,不光光是巨额的资金,还有大量的时间,国内来说短时间肯定是有点费劲

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1nm怕是吹牛逼 到这个尺度 就该出现量子效应了
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  • a59159a 金币 +2 新年快乐 2021-2-16 22:16

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得发扬当年搞原子弹的精神来做芯片,不然人家想卡你就卡你,你毫无还手之力

[ 本帖最后由 xmm1974 于 2021-2-13 23:59(GMT+8) 编辑 ]
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  • a59159a 金币 +2 新年快乐 2021-2-16 22:16

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