我国又一光刻机成功出口海外!芯片之难难于光刻机?换条大路一样也走得通

微观人 2022-11-28
1956 字丨阅读本文需 5 分钟

据芯碁微装官网消息,公司MAS6直写光刻设备近日成功销往日本市场。MAS6直写光刻机适用于IC封装载板量产的数位成像系统,采用DMD技术,可实现6μm的高度解析。

据中国台湾电路板协会(TPCA)发布的数据,目前HDI板、柔性板等中高端产品对精度要求已达 15-30μm,IC载板对技术要求最高,最小线宽要求达5μm。而日本占据全球载板先进制造的前列,引导着全球IC载板的发展方向,此次芯碁微装直写光刻设备成功进入日本市场,证明了芯碁微装在该领域的竞争力。

据介绍,芯碁微装MAS6直写光刻机设备是专门面向IC载板(FC-BGA基板、FC-CSP基板)领域量产L/S:10/10μm节点的客户需求进行开发。设备采用DMD直接成像技术,配合合理的光路设计,使得解析精度可至6/6μm;采用高精度的精密位移平台系统,配合高精度的环境温度控制,使得对位精度达到5μm。同时每个光路均配备主动聚焦模块,使得曝光过程中光路跟随基板的高度起伏,始终工作在最佳焦面,保证精密解析的生产良率。设备内部运动拖链均采用无尘拖链,保证长时间的使用不产尘、掉屑,进一步保证良率。

制造光刻机有多难

因精度之高,光刻之“刻”靠普通刀子自然实现不了,于是要以“光”为刀进行雕刻,目前的精度7nm,相当于把病毒大卸八块,把一根头发丝劈成几万份。

名为“光刻机”,实则“印钞机”!每生产一台就可售1.2亿美元。有工程师曾说:“光刻机的一个小零件,工程师都需要调节高达十年之久,尺寸的调整更要高达百万次以上。”还有传言,就算拿出图纸,也根本造不出来。

而且每年的生产力很有限,只能生产20多台,物以稀“更贵”。只要出厂一台光刻机,都被全球芯片制造商盯得很紧,谁“抢”得到了最新的光刻机,也就意味着谁更有可能造出更高端芯片,掌握科技时代命脉。

有人赋予其一个极美的称呼,“半导体行业皇冠上的明珠”。皇冠上最大最中心的明珠,仅此一颗,也说明了光刻机在芯片制造中无可争议的地位。

锁喉之痛

豪不夸张的说,“芯片”成就了现代社会登上科技之巅。但自然,高处不胜寒。当下我国,“芯片之困”成了必须直面的问题。

光刻机无疑是芯片制造设备中最重要的设备之一。光刻设备对光学技术和供应链要求极高,拥有极高技术壁垒,已成为高度垄断行业。

中国在前沿科技领域起步较晚,甚至连想法的构思都比西方国家晚了大几十年,学如逆水行舟,不进则退,科研也是一样,我们如果不进步,和别人的距离就会越来越远,到最后想追都追不上,只好被别人“卡脖子”。

光刻机的水平直接决定了中国芯片制造的水平,它的突破无疑代表了中国芯片制造的水平。要想做到光刻机国产替代,前路漫漫。“除了卧薪尝胆,加强研发,别无其他捷径。”

条条大路通罗马

当前先进芯片制造工艺获得业界的广泛关注,在ASML的EUV光刻机支持下延续了摩尔定律,然而到了如今硅基芯片已逐渐达到了物理极限,全球众多芯片企业纷纷开发新技术试图绕开EUV光刻机的限制。

对于现有的硅基芯片,全球最大的芯片制造企业台积电研发先进工艺已遇到了巨大阻力,3nm工艺已延迟了一年,在今年三季度研发成功后却被苹果认为用它试产的A16处理器性能不达标,成本却太高,最终苹果舍弃了3nm工艺,导致台积电的3nm工艺面临无客户采用而没有量产。

在先进工艺研发难度、成本高的情况下,台积电如今也开始转向以封装技术提升现有工艺的性能以满足芯片企业的要求,台积电已联合了19家芯片企业成立“3D Fabric ”联盟,以先进的封装技术提高5nm、7nm等现有工艺的性能,甚至可以提升无需EUV光刻机的7nm、16nm工艺芯片的性能。

台积电是ASML的第一大客户之一,更是EUV光刻机的主要买家,在台积电给了ASML一记重锤之后,ASML一直顺从的美国却又给了它一记重锤。美国芯片企业美光表示绕开EUV光刻机研发的10nm级别的1β工艺提升了存储密度30%,而功耗降低了20%,更重要的是成本大幅下降,这主要是因为EUV光刻机比美光现在采用的EUV光刻机贵了2-3倍。

其次是美国光刻机企业Zyvex公司研发电子束光刻机,绕开了ASML的EUV光刻机,并且将先进工艺提升到0.768纳米,打破了ASML尚未量产的第二代EUV光刻机的极限,为芯片制造开辟了新的道路,如此一来美国芯片企业未来很可能不再采购ASML的EUV光刻机。

台积电和美国芯片企业都在舍弃ASML的EUV光刻机,ASML终于开始重新将目光放在中国市场,近期表示将大举扩张光刻机的产能,EUV光刻机产能将提升到90台,DUV光刻机产能增加至600台,然而它迟迟未能对中国自由出货,而中国芯片已经等不及了。

中国芯片制造企业以现有的DUV光刻机将芯片制造工艺推进至7nm,国内的芯片封装企业通富微电等又研发了5nm芯粒封装技术,如此国产芯片可望提供接近5nm工艺性能的芯片,对ASML的EUV光刻机需求迫切性下降。

在现有芯片技术之外,中国还在加紧开发量子芯片、光子芯片、石墨烯芯片等技术,不少国内芯片企业都公布了它们的相关专利,显示出中国在先进芯片技术方面的突破,其中光子芯片更是中国最快实现商用的技术。

早前中国一家企业就被媒体报道已筹建全球第一条光子芯片生产线,预计最快在明年量产,一旦光子芯片实现商用,那将彻底革新当下的芯片技术,光子芯片的性能比硅基芯片高1000倍,功耗则只有硅基芯片的千分之一,具有广阔的应用前景。

这一切无不显示出全球芯片行业都在绕开成本昂贵的EUV光刻机,降成本已成为芯片行业的共识,可以说以独有的先进EUV光刻机称霸全球芯片制造行业的ASML已到了落幕的时候,尤其是ASML一直顺从的美国绕开EUV光刻机更是给它重击,ASML的艰难日子或许正在到来。

文章来源: 从股论经,柏铭007,爱集微APP

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