当今世界,微电子集成电路技术越来越广泛地应用于各类科技电子产品中,一个国家的发展越来越离不开高端芯片。光刻机是制造芯片的机器设备,没有光刻机芯片就无法生产,所以大家都知道光刻机对芯片制造业有多重要。对于这样的尖端技术,理论上那些芯片强国应该是光刻机的制造强国,但出乎所有人意料的是,目前世界上最好的光刻机并不是来自美国、韩国、英国、日本等芯片强国,而是来自荷兰。
光刻机是生产大规模集成电路的核心设备,是制造和维护光学和电子工业的基础。目前,光刻机是世界上最先进的技术之一,只有少数国家掌握,所以光刻机的价格非常昂贵。世界上最顶级的光刻机都是在荷兰生产组装的光刻机,一台高端光刻机甚至可以卖到6亿元左右(目前世界上最贵的EUV光刻机机组已经卖到6.3亿多元)。即使这么贵,也还是供不应求,所以很多订单需要排队生产,甚至有些国家花再多的钱也买不到。
目前世界上最先进的光刻机是荷兰的ASML,其次是日本的尼康和日本的佳能。这三个品牌是世界上最好的,也是荷兰最好的,因为荷兰是各国高科技合成品。主要光源和镜头来自德国。荷兰90%的光刻机零配件都是从世界各地采购的。一个光刻机有5万多个零件,其中90%来自世界各地,也就是说,大约有4.5万个零件来自世界各地。
目前全球45nm以下的高端光刻机市场中,荷兰ASML的市场份额超过80%,ASML是目前全球唯一能达到7nm精度的光刻机供应商。因此,ASML成为全球芯片产业真正的超级霸主并不为过。得益于领先的技术,目前ASML的市场份额也非常大。目前,世界知名芯片制造商包括英特尔、三星、TSMC、SK海力士、UMC、辛格、SMIC、华虹李鸿、华力威等都是ASML的客户。
荷兰光刻机的技术实力主要依靠ASML,该公司成立于1984年,是飞利浦和先进半导体材料国际(ASML)的合资企业,总部位于荷兰费尔德霍芬。1995年,ASML收购了菲利普公司持有的股份,并称其为一家完全独立的公司。
ASML ASML控股公司成立于1984年,是一家独立于飞利浦的半导体设备制造商。前身为ASM Lithography Holding N.V,2001年更名为现在的名称。总部位于荷兰费尔德霍芬,拥有12,168名全职员工,是一家半导体设备设计、制造和销售公司。
测量台、曝光台:承载硅片的工作台,即双工作台。一般光刻机需要先测量再曝光,只需要一个工作台。然而,ASML有一项专利,它有两个工作台,这样测量和曝光可以同时进行。而这一次 光刻机双级系统原型的研发 该项目旨在从技术上突破ASML对双工作台系统的技术垄断。
激光器:即光源,光刻机中的核心设备之一。
光束校正器:校正光束的入射方向,使激光束尽可能平行。
能量控制器:控制最终照射在硅片上的能量。曝光不足或曝光过度都会严重影响成像质量。
光束形状设置:将光束设置成不同的形状,如圆形和环形,不同的光束状态有不同的光学特性。
着色器:当不需要曝光时,防止光束照射硅片。
能量检测器:检测光束最终入射能量是否满足曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。
面膜:一块玻璃板,里面刻着电路设计,价格几十万。
掩膜台:承载掩膜移动的设备,移动控制的精度为nm。
物镜:物镜由20多个透镜组成。它的主要作用是将掩膜版上的电路图按比例缩小,然后用激光映射到硅片上。此外,物镜必须补偿各种光学误差。技术难点在于物镜设计难度大,精度要求高。
硅晶片:由硅晶体制成的晶片。硅片有很多种尺寸。尺寸越大,产量越高。题外话,因为硅片是圆的,所以需要在硅片上切一个缺口来确认硅片的坐标系。根据槽口的形状,有两种,分别是平的和槽口的。
封闭式框架和减震器:将工作台与外界环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,保持温度和压力稳定。
EUV(极紫外光源)光刻机是生产7nm工艺芯片不可缺少的设备。我们熟悉华为麒麟芯片、高通骁龙芯片和三星Exynos芯片的制造。可以说,没有EUV光刻机,就无法生产出顶级处理器。如果TSMC不给华为代工,华为就要退出高端手机市场了!
目前,只有荷兰飞利浦公司开发的ASML (ASML)公司能够提供EUV光刻机进行量产,在全球市场处于绝对垄断地位。因此,ASML对于EUV光刻机供应的重要性不言而喻,一台光刻机价值不菲,超过1亿美元!