万州微视界|国产光刻机突破在即,打破美国荷兰垄断、助力华为芯片靠它了


_本文原题:国产光刻机突破在即 , 打破美国荷兰垄断、助力华为芯片靠它了

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受周末美国新制裁利空消息影响 , 科技股全线下跌 。 然而今日光刻类概念股票却逆势领涨A市 , 涨幅达到4.29% , 成为科技股中一道亮丽风景 。 在此 , 有必要讲解一下光刻机背后的国家较量 。 当美国技术封锁华为后 , 美国高通、微软及谷歌等高科技企业已经禁止提供国内芯片 。 虽然华为 , 展讯 , 紫光 , 中芯微等具备芯片设计能力 。 但当美国限制台积电和三星停止代工生产芯片时 , 国内的中芯国际14nm芯片工艺还可以缓冲一下今年的国内芯片用量;如果美国限制荷兰阿斯麦尔(ASML)的光刻机进口中国 , 国内的代工厂将无选择方案 。 光刻机 , 是国内芯片产业中最大的痛!
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ASML光刻机
ASML是当前世界上最先进的光刻机制造公司 , 市场占有率超过80% , 而其中最先进的极紫外光刻机(EUV光刻) , 全世界只有ASML一家公司能制造 , 具备7nm芯片乃至5nm等芯片工艺 。 ASML的大股东包括美国因特尔、台湾积体电路制造(台积电)、韩国的三星、荷兰皇家飞利浦电子公司等 , 其中因特尔占股为15% , 台积电大约5% 。 一台光刻机的单价1.5亿美元 , 而荷兰ASML每年能够生产的光刻机数量为24台左右 。

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切割好的晶圆
早在2007年以前 , 在光刻机领域还是日本尼康、佳能的天下 , ASML则是不入流派 。 随后 , ASML抓住了台积电的“浸润式微影”技术 , 双方合作确定了ASML光刻机领域的霸主地位 。 尼康、佳能一败涂地 , ASML则成为半导体制造光刻机设备的绝对龙头 。 光刻机制造复杂 。 数据显示EUV高端光刻机设备内部的8万个零部件中 , 掺杂高端技术的零件不胜枚举 , 需要全球采购 。 而这些对技术工艺要求极高的零部件 , 有不少都是某个企业所专有 , 根本不可能被复制和模仿 。 光刻机的光源有:激光 , 紫外光、深紫外光、极紫外光 。 现在最先进技术是极紫外光 。 测量台移动的控制器 , 也是纳米级精度 , 要求超高 。 因此 , ASML放言:即使公开制备图纸 , 也无法制备出来 。
芯片

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一旦美国禁止光刻机设备 , 芯片也只能依附在图纸上 。 芯片的制备包括:提纯二氧化硅 , 制备圆柱体硅 , 晶圆加工 , 刻蚀芯片电路(铺胶、量测、光刻) , 最后切割测试封装 。 在光刻这一步上 , 最痛的例子就是中芯国际 , 早在2018年中芯国际就向ASML订购了一台先进光刻机(1.2亿美元) 。 由于美国阻止 , 这台机器一直没有运达国内 , 导致我国国产7nm芯片工艺处于落后地步 , 停留在14nm水平 。
中科院专家曾表示:中国光刻机落后荷兰ASML大概15年 。 中科院光电所研发的365纳米波长 , 曝光分辨率达到22纳米 , 是近紫外的光线 。 这离极紫外还有一点差距 。 光刻机的激光波长决定了芯片工艺高端 , 波长越短 , 造价越高 。 像ASML最先进的EUV极紫外光刻机 , 波长只有13.5纳米 , 可以生产10nm、7nm的芯片 。 根据分辨率和套刻精度 , 芯片可分为0.18um、0.25um、0.35um、10nm、7nm、65nm、28nm、20nm、16/14nm、90nm、40nm等 。分页标题

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上海微电子装备公司
光刻机如此之难 , 但并不代表我国人缺乏啃骨头、克技术难点的公司和能人 。 中国最牛的光刻机生产商是上海微电子装备公司(SMEE) , 它可以做到的最精密的加工制程是90nm , 相当于2004年最新款的 intel 奔腾四处理器的水平 , 而现在ASML已经冲向了5nm、3nm工艺 , 差距之大可见一斑 。 国内已经实现了从无到有的过程 , 现在到了追赶工艺的阶段 , 光刻机有望即将迎来新的突破 , 志在打破荷兰美国垄断 , 助助力国内芯片的发展壮大 。
最后 , 国产半导体设备和材料龙头标:安集科技、北方华创 , 刻蚀龙头:三安光电、华特气体、江丰电子、沪硅产业、精测电子、万业企业和赛腾股份等 。