光刻机作为世界半导体领域金字塔塔尖的技术工艺,受到全球各大国家的追捧,每个国家都致力于研发出属于自身的光刻机,但是目前只有荷兰的ASML具备量产EUV光刻机的能力。而中国受限于《瓦森纳协定》就连进口一台EUV光刻机都做不到。
在这种条件下中国只能寄希望于自主研发,但却面临众多技术难点,但自2019年以来,中国企业也取得了一系列的成绩。那么都快到2023年了,中国的光刻机技术发展到哪一步了?未来全球芯片市场格局将朝着怎样的方向发展?
一、为什么投入大量资金时间进行光刻机的研发?
每个国家在光刻机的研发中投入的资金都不下亿元,但是可能收效甚微。那么为什么明知道前路艰难,仍旧要进行光刻机的自主研发?那是因为光刻机是进行芯片生产必不可少的工具,未来的智能家居以及物联网时代的到来,都将对于芯片产生旺盛的需求。因此具备光刻机研发能力对一个国家了来说十分重要。
其次则是中国的现实例子为全世界敲响了警钟。就是因为不具备高精尖芯片的研发能力,导致在面对芯片限制政策之下,毫无反抗的能力,导致中国企业遭遇到严重的营业额受损,整个高端芯片领域发展停摆。因此必须具备高精尖芯片研发能力才能避免被外国卡脖子。
但是想要研发光刻机何其容易,目前市面上主流的光刻机主要分为DUV光刻机以及EUV光刻机,DUV光刻机能够进行中低端芯片的制造研发,像是ASML、东芝、佳能都具备量产的能力,但是用来生产高精尖芯片的EUV光刻机却只有ASML具备量产的能力。
EUV光刻机不仅需要大量的技术专利实现技术突破,更为重要的是零件多达上万,需要全球几十个国家共同提供,光是这道复杂的产业链,就令众多基础工业链不健全的国家望而却步。
那么我国的光刻机研发发展到哪一步了呢?
二、中国光刻机发展现状
过去三年被限制的显示例子告诉我们所有人,虽然光刻机自研的难度十分之高,但却是未来不得不进行的科技研发,更是不得不投入的研发资金。
中国内地光刻机研发工艺最出众的企业,当属上海微电子,其将光刻机分为几个板块,分别进行重点研发,并取得了喜人的成绩。而在28nm制程的光刻机工艺上,已然取得了不错的成绩,得到了ASML的高度赞赏。
ASML甚至表示,再给上海微电子5年时间,那么光刻机的核心科技将不再是秘密。而除了上海微电子这种走传统路线的企业之外,还有大量的中国企业另辟蹊径,通过不同的方式来实现只有高端光刻机才能够完成的操作。
像是通富微电便通过绕过光刻机的方式,实现了5nm制程工艺芯片的量产,但是芯片的整体体积仍旧需要缩小;南大广电更是聚焦光刻胶领域,实现了ArF光刻胶的自主生产,摆脱了对于外国企业的依赖。不仅是中国企业通过绕过光刻机方式进行半导体产业布局,外国企业同样采用各种方式摆脱对于EUV光刻机的依赖。
三、世界半导体产业发展未来
EUV光刻机不仅是困扰中国企业的难题,更是困扰世界其他国家的技术难点,因此绕过光刻机生产芯片,成为各国的主流方式。像是美国苹果公司便使用芯片堆叠的方式,实现了M1pro芯片的生产。而我国更是聚焦光子芯片以及芯粒技术,通过二者的发展摆脱对于传统光刻机的依赖。
芯粒技术是用多个高精尖芯片堆叠,从而形成性能更优秀的芯片;光子芯片则是采用光信号代替传统的电信号进行信号传输,二者不论是哪一种实现了技术突破,都可谓芯片领域的革命。因此虽然中国对于实现EUV光刻机量产仍旧十分遥远,但是未来光刻机或将不再是芯片生产的必需品。
结语
中国因为不具备高精尖芯片研发能力受到限制吃尽了苦头,因此为了实现芯片自主投入大量资金用以芯片研发,并取得了一系列的成绩,但是距离光刻机自产仍旧十分遥远。但是光子芯片以及芯粒技术的发展,或将令光刻机不再成为芯片生产的必需品。
对于我国目前的光刻机研发能力现状,大家有什么想说的?欢迎在评论区进行留言讨论。