关于问题我国的光刻机发展到什么地步了?一共有 2 位热心网友为你解答:
【1】、来自网友【FIRE 隐居】的最佳回答:
比先进落后 20 年吧,唯一的光刻机厂上微目前 90nm 只有几台样品,芯片加工厂买二手阿斯麦的也不用上微的。卖的主要产品是技术简单的后道封装光刻机。至于 28nm 只有自媒体整天说从未见过官方消息。
【2】、来自网友【反方向的老杭】的最佳回答:
目前领头羊台积电和三星依靠 asml 的 EUV 光刻机正在向 3nm 工艺进发,相比之下,国产光刻机发展到什么水平了呢?
从宏观上看,我国芯片产业长期受制于人,不仅缺乏光刻薄膜沉积和刻石等加工设备,甚至光刻胶、特种气体、高纯化学试剂等芯片材料也几乎 100%依赖进口。如果我们把视角再放大一些,会发现这不光是芯片的问题,航天、能源、生物健康等高端产业几乎全面缺失。
于是在 2006 年一份国家中长期科学技术发展规划纲要横空出世,这份纲要对我国未来 15 年的科学和技术发展做了长期规划。规划的内容一共有 16 项,包括,核心电子器件、高端通用芯片及技术软件、极大规模集成电路制造技术及成套工艺、新一代宽带无线移动通信、高档数控机床与基础制造技术、大型油气田及煤成器开发、大型先进压水堆及高温气冷堆、核电站水体污染控制与治理、转基因生物新品种培育、重大新药研制、艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治、大型飞机高分辨率对地观测系统、载人航天与探月工程等。
还有三项是国防保密的。虽然不知道项目是什么,但我估计也已经见到效果了。今年我们惊叹 5G 载人航天中国太空站的成就,殊不知当把时间线收拢一下,有多少成果都是前人栽下的树啊,16 个专项中,零一和零二都围绕着半导体,不可谓不重视。
其中零一专项叫做核高基。 核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品,中科院计算所研发的龙芯 CPU 就是这个专项支持的。零二专项主要资助半导体行业的上下游企业和高校、科研院所合作,推动整个半导体行业的发展。
在十三五期间,零二专项设定的目标就是完成 28 纳米工艺节点的产业链国产化。28 纳米虽然听起来没有五纳米先进,但它是芯片制程中的关键节点,因为 28 纳米制成的性价比非常高,相比上一代,它的晶体管密度增加了一倍,速度提升 50%,功耗也降低了 50%。
目前在国防军事、智能汽车、物联网等领域使用最多的就是 28 纳米制成的芯片,而且未来很长一段时间内也会是半导体的主流工艺。现在已经到了 2022 下半年,论成剂除了国产光刻机之外,刻时、离子注入、薄膜沉积等十几种成套工艺设备都已经通过大生产线的验证,实现 28 纳米制造装备和工艺的国产化。光刻胶、 特种气体建设、瓦材等也都实现了 28 纳米工艺的突破。
下面我打算从芯片的设计、制造、封装、设备和材料工艺五大环节分别来看一看零二专项实施以来的成果和产业变化。在芯片设计领域,产业发展得最迅速,成绩也最明显。
其中华为、海思、中兴微电子都已经实现了五纳米手机芯片的自主设计。麒麟芯片不必多说,国产芯片设计完全赶上了领先水平。
在芯片制造领域,零二专项从 65 纳米到 28 纳米的全套工艺技术开发主要由中芯国际来承担。在技术大佬梁孟松的带领下,中芯国际在十三五期间实现 14 纳米制程量产化,已经为华为代工麒麟 710 系列芯片。据梁孟松透露,他们使用深紫外 duv 光刻机的 N+1 二代工艺也已经量市场,经过多重曝光后,性能接近七纳米制程。
同时,中芯国际还承担了零二专项中国产设备。 和材料项目的产业化验证工作,其中 12 英寸多晶硅克时期立式扩散炉等已经取得初步成果,部分设备和材料已经应用于产线大生产。在芯片封装领域,我们已经有了很大的话语权,拥有比如长电科技、通福微电和华天科技等企业,长电科技体量上已经排到了全球第三。
在零二专项的加持下,华中科大、中科院上海微系统所、长电科技、通福微电和华天科技等产学研单位合作完成了高密度、高可靠电子封装关键技术及成套工艺项目,已经解决了封装行业卡脖子难题,突破七纳米 CPU 芯片封装核心技术。
2020 年该项目获得国家科学技术进步奖一等奖。当然大家最关心的还是光刻机,毕竟它是现在芯片制造中最核心也是难度最大的设备。
目前我国唯一的光刻机厂家是 2020 年成立的上海微电子,主要承担零二专项中的光刻机项目。2008 年,上海微电子完成了 90 纳米光刻机的验收工作。 这是我们国家光刻机的一号种子选手。
现在上海微电子承担着十三五期间的标志性项目,28 纳米节点浸墨式分布重复投影光刻机。一台 dov 光刻机有 3 万部件,一家企业是无法完成这样的宏大工程的。
上海微电子是作为总体系统集成和整机生产单位,28 纳米节点浸默式 DV 光刻器的核心部件主要有光源、镜头、双控电台、浸默系统组成。零二专项就将这些部件的研制细分成关键任务,支持多家科研机构和行业核心企业共同攻关。
在国产光刻机的光源和光路系统中,北京科技宏源承担零二专项浸墨光刻光源研发,主要制造 DV 光隔机使用的 193 纳米准分子激光器,光刻机的超精密光栅来自于中科院上海光机所,雾警系统来自于北京国望光学院,源自浙江大学的齐尔光电承担了零二专项中光刻机进业系统的研制,国产光刻机精密机械系统采用的定制双控建台。
来自于清华大学的华卓金科,他是除了阿斯迈之外第二家能制作出超精密双弓箭台。今年 7 月,华卓金科在上市招股书中透露,目前该公司的磁悬浮平面电机双控电台可用于 65 纳米及以上节点的氟化亚干式光刻机,适用于浸墨式光刻机的供电台产品还在研发中。
即墨式曝光光学系统是即墨式光刻机中复杂度最高的项目之一,这是由中科院长春光机所、上海光机所和光电研究院三家联合承担。
公开信息显示,他们在 2017 年底完成了 90 纳米节点样机,正在进行 28 纳米节点曝光光学系统研制,目前已经进入十四五期间。从以上光刻机重要部件的公开进展来看,一些关键技术通过了零二专项的验收,但 28 纳米节点的浸没式光刻机还在进一步的研制中,上海微电子官网列出的最新光刻机仍然是 90 纳米制成的 SX600 系列,而且样机验收和成熟量产还有一些距离。
一些公开的新闻显示,上海微电子预计将在 2022 年交付首台 28 纳米国产浸没式光刻样机,届时国产光刻机将从 90 纳米一举突破到 28 纳米制成。总体上看,经过零二专项十多年的培育、行业的艰苦攻关,我国在芯片制造装备和工艺研发方面已经突飞猛进,很多细分市场已经实现了国产替代。
目前国内的芯片制造体系已经比较完备,科研院所和企业结合,既能完成重大专项的产业目标,还能吸引和培养芯片人才,避免了以前那种清华、北大的顶尖人才都跑到硅谷去了的情况,在研发过程中也能孵化出像清华华卓金科、长春光机所、国科精密这样的高科技企业。
另外一点,我觉得我们也缺少像英特尔和三星这样的设计制造一条龙的 IDM 企业来更好的介入光刻机的研发,比如现在的国产光刻机只靠上海微电子一家来进行系统突破,十年经费才 6 亿人民币。 明显不足。
现在国家支持半导体,有大量的资本涌入这个行业,如果我们能诞生一家像华为这样的狼性企业,在关键技术市场化上进行突破,一鼓作气也蔚为可知。
尽管 28 纳米光刻机攻关时间比预期来得要晚,但从零二专项的启发来看,高精尖技术很多都是前人栽树,后人乘凉,现在打下的基术收获可能在十年后。
我们是唯一一家要构建半导体全产业链的国家,这条道路可想而知是十分艰难的,但历史和现实都摆在面前,我们没有后路可选,只能勇往直前。
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