受限于美国,这两年人们对光刻机的关注度越来越高。今天,我们来谈谈光刻机。
那什么是光刻机?比如现在我手机里有一张照片,想用打印机打印出来,那么这台打印机就相当于光刻机。所以所谓光刻机就是把集成电路的设计图刻在硅片上的机器。芯片的制作过程是怎样的?其实过程很复杂,有很多工序。在这里,我们简单看一下。首先,在硅片上涂一层薄膜,然后涂上光刻胶。然后,强光穿过写有电路图的掩膜,光照射的光刻胶会发生化学反应,从而将电路图刻在上面。之后,用特定的显影剂洗去硅晶片上的薄膜和剩余的光致抗蚀剂,并连续重复上述过程以获得晶片。这是生产芯片最重要的一步。这个技术难度很大,相当于在头发丝大小的材料上雕刻了一座宫殿。
能掌握这种技术的公司自然很赚钱,相当于“印钞机”。荷兰有这样一家公司,名叫ALML (ASML),成立于1984年。这家公司从几乎一无所有,到现在占据了大约80%的全球市场份额。它是世界上唯一一家能生产EUV光刻机的公司。一台EUV光刻机将花费1.2亿美元,这是非常昂贵的。在这里,解释一下DUV和EUV的区别。DUV只能生产最大7纳米的晶圆,而EUV可以生产最大5纳米的晶圆。
那么这家公司和美国是什么关系,背后的股东是谁?我们知道SMIC三年前从ASML订购了一台EUV面具矫正器。SMIC最初订购的EUV光刻机应该在2019年交货,但至今仍无消息。为什么?ASML的EUV光刻机大量使用美国零部件,出口到中国需要美国的许可,所以还没有发货。但幸运的是,你仍然可以买到DUV光刻机,因为DUV不限制出口。让我们看看谁是ASML的大股东。第一大股东是美国资本集团,第二大股东是黑石集团,所以我们发现没有公司,完全由美国人控制。
那么我们来看看光刻机在中国的发展。国内还有一家比较好的光刻机厂家,就是上海微电子设备公司,是国内唯一能制造光刻机的厂家。他能做到最高的90nm工艺,不要小看这90nm,足以带动基础国防和工业。
但是对手机的芯片要求要高很多。比如华为mate 40用的是5nm芯片,中国还没到这个水平。然而,有一个好消息。据业内最新消息,上海微电子的28nm和14nm掩模版光刻机已经制造完成,但成品率尚未达到预期,因此设备处于改进阶段。所以,28nm和14nm的光刻机似乎并不遥远。
其实做一个光刻机真的很难,我们国家能达到现在的水平也不容易。而且,这种先进的技术需要时间。ASML用了17年的时间成为行业老大,中间过程面对各种竞争也非常艰难。
面对国外的限制,中国也必须研发新的光刻机,否则芯片永远受制于人。其实这也是一个机会,没有竞争对手。所以要耐心开发,不断投入技术研发,加大人才投入。我们相信“芯片自由”是可以实现的,不再受限制。我们拭目以待!