售价高达27亿元,重150吨!阿斯麦最新光刻机有多强?

(本文陈述所有内容皆有可靠信息来源,赘述在文章结尾)

2月10日,荷兰芯片巨头阿斯麦对外展示了最新一代高数值孔径极紫外(High-NA EUV)光刻机

这也是目前全世界最先进的EUV光刻机,自重150吨,售价27亿人民币,能够制造2纳米及以下芯片。

阿斯麦再一次证明了其在光刻机领域的绝对霸主地位,该光刻机已经逼近当今技术极限,可能是阿斯麦“最后一代”EUV光刻机。

那么阿斯麦最新极紫外光刻机性能到底有多强?我国光刻机还有机会赶上吗?

High-NA光刻机性能有多强?

从14纳米、7纳米、5纳米、3纳米,到如今的2纳米,芯片制成精度越来越高,相对应的,对于EUV光刻机的技术要求也越来越高。

EUV光刻机的每次迭代,也需要更大的数值孔径镜头。

作为全球首款高数值孔径光刻机,其孔径镜头从0.33升级到了0.55

原本的0.33NA镜头只能提供13纳米的分辨率,而0.55NA镜头的分辨率高达8纳米。

分辨率的提升,使光刻机获得了远超以往的精度,能够光刻更微小的特征。

而这,正是制造2纳米及以下制程新品必不可少的技术。

简单来说,想要制造下一代2纳米高性能芯片,就离不开阿斯麦High-NA光刻机。

不仅如此,新一代光刻机相比前代产品,不仅降低了生产成本,提高良品率,生产效率也大幅提升,每小时能曝光200多片硅晶圆。

对应的,功率也提升较大,原本0.33孔径镜头,一天消耗3万度电,而0.55镜头,则需要6万度。

同时,High-NA光刻机高科技体积也极为惊人,相当于双层客车,自重更是达到了惊人的150吨,相当于3辆主战坦克。

如此庞然大物,运输时需要250个货箱,其组装还需要二百多名工程师参与,装配时间长达6个月……

不夸张的说,High-NA光刻机代表了目前人类的相关领域技术的顶峰。

如果阿斯麦光刻机想要更进一步,只有采用降低光源波长,提高光刻工艺因子,或提高数值孔径等手段

而这三种方法都已经达极限,在现有技术条件下很难再有所提高。

正因如此,阿斯麦总裁称未来将暂时停止提高数值孔径,这也可能是“最后一代”EUV光刻机。

一分价钱一分货。

最新High-NA光刻机售价也足够令人咋舌,高达3.5亿欧元,相当于27亿人民币,而前代产品价格只有1.7亿欧元,价格直接翻倍……

虽然售价如此高昂,但阿斯麦光刻机根本不愁销路,反而是世界各大芯片制造商的“唯一”选择。


光刻机界的“独孤求败”

目前世界上,有且只有阿斯麦能够制造EUV光刻机。

从最开始的7纳米、5纳米,到如今的2纳米,阿斯麦成为了光刻机界名副其实的“独孤求败”,基本垄断了全球高端光刻机市场。

早在去年12月,阿斯麦就向美国英特尔交付了世界首台High-NA光刻机,包括250个货箱,由13台货柜客车运输。

英特尔计划在2025年将该光刻机投入生产,制造新一代芯片。

值得注意的是,交付英特尔的这台High-NA光刻机,型号应该是 EXE:5000,更像是测试版和先行版,阿斯麦计划在今年推出全新型号 EXE:5200

时间就是金钱。

其他芯片制造商必然不会坐视英特尔率先掌握2纳米芯片制造工艺,台积电、三星必然也会谋求和阿斯麦的进一步合作,引进最先进光刻机。

从这个角度看,阿斯麦作为一家小小的荷兰公司,竟然“拿捏”了世界先进芯片制造的命门,没有阿斯麦的高端光刻机,很难制造先进芯片。

阿斯麦为何会掌握如此尖端的光刻机技术?

仅从阿斯麦股权结构我们就能看出端倪,最大股东占股仅有6.35%,前五大股东四家都是美国投资机构。

而阿斯麦公司引以为傲的EUV光刻机技术,是美国人先提出来的,作为合作的代价,阿斯麦与美国签署有保护协议,受到美国的管控。

阿斯麦光刻机零件数超过10万,大型供应商多达17家,其中9家都是美国公司,剩下的3个来自日本,4个来自我国台湾省,一个来自德国。

荷兰制造的腔体,英国制造的真空系统,美国负责光源,德国负责光学系统镜头,日本负责原材料等……

甚至于,很难说阿斯麦公司属于荷兰,因为其与世界半导体行业深度绑定,尤其受到美国的影响。

最明显的证据就是,以往阿斯麦先进光刻机会“平分”给台积电、三星、英特尔等厂商,没有明显的区别对待。

而这次最新型光刻机的前6台,将全部优先提供给美国英特尔……

那么我国光刻机发展怎么样了呢?

国产光刻机的发展

光刻机始终都是制约我国芯片发展的最大阻碍之一。

在美国的授意下,阿斯麦对我国实施禁运,不再向我国出口先进制程光刻机,同时日本也狼狈为奸,限制相关领域对我国的出口。

阿斯麦制造的EUV光刻机,整合了全世界各个供应商的技术。

而我国想要独立制造光刻机,不仅是设计、生产,还包括原材料,供应商,都需要一一攻克。

此外,还需要绕过西方国家在光刻机领域制造的大量专利技术壁垒,难度可想而知。

在我国科研人员的努力下,我国已经掌握了中低端光刻机制造技术,但在高端光刻机领域,比如5纳米,目前还尚未成熟,距离大规模商用仍有很长一段距离。

而阿斯麦新一代光刻机交付市场,以及未来这两年2纳米芯片的出现,无疑会进一步拉大国产芯片的差距……

正视差距,才能砥砺前行。

我们必须承认国产光刻机与阿斯麦光刻机存在的巨大差距,但却不能因此气馁,太多例子的告诉我们,任何困难都难不倒勤劳勇敢的中国人。

传统EUV光刻机已经接近目前科技极限,意味着时间在我们这边,“弯道超车”大有可为。

相信在我国科研人员的努力下,国产光刻机必将崛起。

对此,您有什么看法?欢迎留言讨论。

参考信源:

[1]财联社《阿斯麦展出新型“High NA EUV”设备》

[2]澎湃新闻《产业 | 独立制造一台光刻机有多难?》

[3]观察者网《巨头垄断,国产光刻机如何突破?》

但为提升文章可读性,细节可能存在润色,请理智阅读,仅供参考!

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页面更新:2024-03-03

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