【康沃真空網】7月5日晚間,援引知情人士爆料,美國正在推動荷蘭禁止該國光刻設備制造商ASML出售相關技術給予大陸,以進一步遏止中國在半導體產業崛起!
這一次還不只最先進的設備,還包括了上一代采用DUV技術的光刻機,其制造能力最高可以生產7nm制程的芯片。
而可以制造5nm及以下制程芯片的EUV光刻機,早在兩年前,就因為美國的施壓而無法進口。
就在當天上午,中國國務院副總理劉鶴剛與美財政部長耶倫舉行視頻通話。值得注意的是,這次通話兩次提到了“全球產業鏈供應鏈穩定”,并強調要共同維護,中方還表達了對美國取消對華加征關稅和制裁、公平對待中國企業等問題的關切,并稱這次“交流富有建設性”。
據悉,美國政府的行動,早在一個多月前,美國商務部副部長唐·格雷夫 (Don Graves)訪問荷蘭時就已經開始。
在訪問行程中,格雷夫還專門拜訪了阿斯邁爾的總部,并和阿斯邁爾首席執行官彼得·溫寧克 (Peter Wennink)進行會面。
同時還有消息顯示,除了荷蘭,日本政府同樣受到了來自美國的壓力,因為日本尼康同樣掌握DUV光刻機制造能力。
針對以上的消息,美國商務部與荷蘭外交部均表示拒絕發表任何評論。同時涉及此事的ASML和尼康兩家公司,也都沒有做出實質性的回應。
消息曝出之后,阿斯邁爾的美國存托憑證跌幅一度擴大到8.3%,截止到目前已經回落至3.87%。
但如果消息屬實,這也意味著美國對中國芯片產業的全面圍堵。畢竟具備7nm以下制程芯片制造能力的EUV光刻機,早在2020年初,因為美國政府的壓力而禁止出口到中國。而目前國內目前能夠自主制造的芯片制程,還停留在28nm。
至于更先進的EUV光刻機核心技術,現在還處在實驗室的基礎研發階段,比如光刻膠原材料、EUV極紫外光源等等,何時能研發成熟投入商用,現在來看仍然是一個巨大的未知數。
也就是說,一旦荷蘭政府同意禁止出口,制程先進的高端芯片且不說,連7nm以上制程的芯片,包括大部分車規級芯片、以及一些消費類芯片,都將面臨受制于人的命運。
所以現在,有一個問題至關重要:ASML什么態度?
從曝出的消息來看,目前荷蘭政府尚未同意,對阿斯邁爾向中國出口DUV光刻機有任何額外限制行動。
與此同時,荷蘭首相馬克·呂特 (Mark Rutte)不久之前也在公開場合表示,反對改變與中國的貿易關系。
而ASML這一邊,雖然官方目前還沒有實質性的回應,但其首席執行官溫寧克也曾表明態度:反對禁止向中國出口DUV光刻機。
理由是DUV光刻機已經是一項“成熟”的芯片生產設備。
從技術獨立性上,ASML在DUV光刻機技術上底氣更足,早在2003年,阿斯邁爾就已經推出自主研發的DUV光刻機,并借此在全球芯片制造產業上成為巨頭。
而ASML的EUV技術,則與美國和英特爾牽頭成立的EUV LLC聯盟有著千絲萬縷的聯系。
所以與上次禁止出口EUV光刻機不同的是,ASML出口DUV光刻機到中國,無需美國的授權。
ASML光刻機的工作原理
ASML光刻機的簡易工作原理圖
簡單介紹一下圖中各設備的作用:
測量臺、曝光臺:承載硅片的工作臺,也就是雙工作臺。一般的光刻機需要先測量,再曝光,只需一個工作臺,而ASML有個專利,有兩個工作臺,實現測量與曝光同時進行。而本次“光刻機雙工件臺系統樣機研發”項目則是在技術上突破ASML對雙工件臺系統的技術壟斷。
激光器:也就是光源,光刻機核心設備之一。
光束矯正器:矯正光束入射方向,讓激光束盡量平行。
能量控制器:控制最終照射到硅片上的能量,曝光不足或過足都會嚴重影響成像質量。
光束形狀設置:設置光束為圓型、環型等不同形狀,不同的光束狀態有不同的光學特性。
遮光器:在不需要曝光的時候,阻止光束照射到硅片。
能量探測器:檢測光束最終入射能量是否符合曝光要求,并反饋給能量控制器進行調整。
掩模版:一塊在內部刻著線路設計圖的玻璃板,貴的要數十萬美元。
掩膜臺:承載掩模版運動的設備,運動控制精度是nm級的。
物鏡:物鏡由20多塊鏡片組成,主要作用是把掩膜版上的電路圖按比例縮小,再被激光映射的硅片上,并且物鏡還要補償各種光學誤差。技術難度就在于物鏡的設計難度大,精度的要求高。
硅片:用硅晶制成的圓片。硅片有多種尺寸,尺寸越大,產率越高。題外話,由于硅片是圓的,所以需要在硅片上剪一個缺口來確認硅片的坐標系,根據缺口的形狀不同分為兩種,分別叫flat、notch。
內部封閉框架、減振器:將工作臺與外部環境隔離,保持水平,減少外界振動干擾,并維持穩定的溫度、壓力。
國產光刻機怎么樣了
我國在光刻機方面的技術積累和人才儲備相對不足,雖無法制造高端光刻機,但可以制造一些低、中端的光刻機。
2008年起,我國開始重視光刻機的研發。為推動我國集成電路制造產業的發展,國家決定實施科技重大專項“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”項目(又稱“02專項”)。在該項目下,我國研究團隊一路攻堅克難,國產首套90納米高端光刻機已經研制成功。
2019年4月,武漢光電國家研究中心甘棕松團隊通過2束激光,在自研的光刻膠上,突破光束衍射極限的限制,并使用遠場光學的辦法,光刻出最小9納米線寬的線段。該成果一舉實現光刻機材料、軟件和零部件的三大國產化。
2020年6月,上海微電子設備有限公司透露將在2021—2022年交付首臺國產28納米工藝浸沒式光刻機。這意味著國產光刻機工藝從以前的90納米一舉突破到28納米。
雖然國產28納米光刻機與已面世的5納米頂尖制程存在較大差距,但常見的射頻芯片、藍牙芯片、功放芯片、路由器上的芯片、各種電器的驅動芯片等非核心邏輯芯片,仍采用28~90納米工藝。
在光刻工藝進入28納米以下制程之后的較長一段時間里,16納米和14納米制程的成本一度高于28納米,與摩爾定律的運行規律相反,這也使得28納米制程工藝極具性價比。在實際應用中,28納米光刻機不僅能用來生產28納米芯片,更有望通過多重曝光的方式生產14納米、10納米、7納米芯片。盡管我國自主光刻機與外國先進水平仍有不小代差,但未來可期。