今年5nm,2026年2nm,EUV光刻机搅局者,终于要量产了?

芯片是一切电子设备的关键零部件,诸如像是电脑手机,就连新能源汽车也需要这一关键性的零部件。

但是想要制作出高质量的芯片,却并没有那么的容易。除了相关的生产技术之外,对于设备也具有着明确的要求。

简单来说想要生产出高质量的芯片,那么光刻机就是一种必不可少的设备。

然而现在全球仅有4家厂商可以生产光刻机,至于能够生产7nm高质量芯片的EUV光刻机更是只有荷兰阿麦斯这一家生产厂商独占。

这些迫使其他国家开始寻求其他的芯片生产方式绕开EUV光刻机。

而在近期,EUV光刻机的搅局者似乎要诞生了,今年5nm,2026年2nm,终于要量产了。

一、EUV光刻机搅局者

众所周知,芯片的生产制造是一个极其复杂的过程,而光刻工艺则是其中的重中之重。

这种工艺就是将光刻板上的几何图形转移到晶圆表面的光刻胶上,可以用来确定高质量芯片的关键尺寸。

可是想要实现这一工艺,那么就必须要拥有EUV光刻机。

所谓的EUV光刻机又称之为极紫外光光刻机,就是通过极紫外光来实现更高密度的芯片设计。

以此来减少芯片的成本和功耗,然而这种设备则有着极高的研发难度。

目前来看,全球只有四家厂商能够生产,分别是荷兰的阿麦斯、日本的佳能和尼康以及我们国家的上海微电子。

这四家企业已经占据了全球光刻机市场95%以上的份额,几乎处于一个高度垄断的地位。

但相比较起来这几家企业所生产的光刻机效能也是略有不同。

其中只有荷兰的阿麦斯能够生产所有产品线的光刻机,而且还可以实现7nm的高端工艺生产。

尼康次之,目前的最好水平是14nm左右。

至于佳能和我们国家的上海微电子则是处于相对低端的水平,只能够量产90nm节点的光刻机。

缺少更为高端的光刻机,那么就无法生产出质量更高的芯片产品。

可是现在能够生产7nm及以下芯片的EUV光刻机生产技术,又被荷兰阿麦斯一家企业所独占。

碍于供应链和成本的问题,这几家企业也是非常的痛苦。

要知道,荷兰阿麦斯的高端光刻机产品价格极其惊人的,况且有钱也不一定能够买到。

在这样的情况之下,他们也只能寻求其他的技术渠道来实现EUV的功能,但是这又谈何容易,可是佳能却做到了。

去年的时候佳能就已经发布了最新的纳米压印半导体设备。

所谓的纳米压印技术就是在特殊的半导体材料之上刻上纳米电路的图案,然后再将这种电路图案压印在晶圆之上。

整个流程就好似我们平常盖章一样简单,但想要实现这一技术却并没有那么的容易。

因为这涉及到了高精度的机械复制,对于精度方面的要求甚至还比光刻工艺更高。

除此以外,相关工艺对于工作环境的要求也非常的苛刻。

因为在工艺的应用过程当中,要避免所有细微颗粒的污染,仅仅只是一个病毒大小的粉尘颗粒,那么可能就会导致工艺的应用失败。

如此精细的工艺真的能够实现么?佳能则是告诉我们完全可以。

二、今年5nm,2026年2nm

对于佳能这家企业,想必我们是非常熟悉的,这是一家日本的影像生产与信息产品的综合集团,成立于上世纪初。

最开始佳能集团的业务主要是以个人产品和办公设备为主,具体生产的产品有相机,镜头,数码相机以及传真设备等。

在近些年的发展当中,佳能也是在不断的拓展自己的业务面,大力投资高端产业技术的研发工作,纳米压印技术就是其中之一。

早在2017年的时候,佳能就已经纳米压印技术应用到了15nm的闪存器之上。

但是这似乎距离精细程度更高的芯片产品生产还有一定的距离。

可是在去年的时候佳能集团已经正式推出了相关的纳米压印机设备,表明这一设备可以用于实现5nm芯片产品的制造。

如果说情况属实,那这同时也意味着荷兰阿麦斯的EUV光刻机的生产技术不会再对整个光刻机市场产生独立垄断效应。

而且就两种不同工艺的市场应用性来看,纳米压印技术反而还比光刻技技术更具优势。

其中一方面就是能耗的问题,据日本铠侠这家企业的研究成果来看,纳米压印设备相比起EUV设备的能耗更低,甚至只有EUV设备的10%。

这也意味着生产成本和研发成本将会有大幅度的降低,除此以外,据说纳米压印设备的转化率也比EUV设备更高。

花费的成本更少转化率和能效又普遍更高,这样的设备自然会对EUV设备形成很好的替代,只不过唯一的问题就是精度了。

如果其精度不如EUV设备,那么想要实现高质量的芯片生产也完全是空谈,但是佳能则是表示这不用担心。

目前佳能声称,这种设备在今年就已经可以实现5nm芯片的生产制造。

如果给予他们时间用以对相关技术进行研发,那么在两年之后甚至能够实现2nm芯片的制造。

看来佳能所开发的纳米压印设备对于EUV设备不只是能够形成一种替代,而且完全可以形成高度的超越。

只不过有很多人对此表示质疑,他们认为佳能所传出来的这些消息并不一定是真实的,毕竟这款设备现在还没有能够实现量产。

况且,即便是实现了量产之后相应的设备公益可能也只适用于那些闪存芯片,但是却并不一定能够适用于所有芯片。

这也就是说这种设备所生产的出来的高度都按芯片产品可能会具有产业针对性,不一定能够作为所有电子设备的核心零部件来使用。

就算这些都能够实现,那么还有良品率的问题。

佳能目前所进行的宣传可能也只是一个噱头罢了。

其目的是为了网罗更多的市场合作,引起其他企业的注意,以便后续的业务开展。但无论真假,佳能毕竟是一家日本企业。

即便是技术方面真的突破,对于我国的产业发展也没有丝毫的推动作用。

无论是荷兰的阿麦斯还是日本的佳能,我国芯片以及光刻机生产技术仍然会存在限制。

只有我国真正通过自研才能够解决对应的限制,那么如今我国的光刻机生产技术发展如何呢?

三、我国的光刻机

其实在光刻机生产技术方面,我们国家本身就入局较晚,而且在相关产业部署形成了链环之后,很多企业也并没有自研的考量。

只是认为从其他国家购买进口或者是租赁都比推进技术研发要更加的实用,就是这样的因素方才阻碍了我国光刻机研发的进程。

不过近些年来,我国有不少企业也已经意识到了这一问题,于是转变了原本的想法,开始大力投入光刻机生产技术的自主研发。

就目前的情况来看,我国光刻机的生产难题主要在于制造的精度和核心技术的掌握。

精度方面首先要克服的就是光源,物镜工作台以及其他高级工艺复合材料的制作。

而至于核心技术方面则是要掌握高数值孔径光源的控制技术。

只有解决了这两个方面的难题,方才能够生产,出能效更强,质量更为优异的光刻机产品。

虽然说现在我国仅有上海微电子这一家企业可以生产光刻机,而且技术方面也较为落后,只能够处于90nm的制程阶段。

随着我国半导体行业的快速发展,以及各家企业的不断努力,想必很快我们国家就能够制造出更为优异的光刻机产品。

就相关媒体的报道来看近期哈尔滨工业大学的科研团队已经开发出了高性能的超精密激光干涉仪。

通过使用这种仪器,完全可以实现7nm以及更小尺寸的光刻机工艺。如果这一设备真的能够投入市场应用,那也就意味着我国企业也能够打破荷兰阿麦斯的技术垄断。

小结

光刻工艺是芯片生产技术当中的重中之重,但是就目前的情况来看,虽然说许多国家已经能够实现光刻机的生产。

但是技术方面还是相对比较薄弱也只有荷兰的阿麦斯可以生产出更为高端的光刻机,实现更高质量的芯片生产。

至于日本佳能集团所曝光的纳米压印设备则是存在争议,有一部分人认为这能够替代现有的光刻机设备实现高质量芯片的生产。

但也有一部分人认为这只不过是噱头罢了利用这种设备所生产出来的芯片成品。

可能在良品率之上完全无法与高端的光刻机设备相提并论。

当然,无论是光刻机还是芯片的生产技术研发都并非是一蹴而就的,需要时间的沉淀和大力的投入。

我们国家在这一方面虽然入局较晚,但是现在已经意识到了相关技术的必要性也开始专注于技术的自主研发。

想必不用多久,我们国家就可以赶上那些发达国家了。

那么各位读者对此有何看法呢?欢迎大家在下方评论区中留言,跟笔者一同交流讨论,最后大家也不要忘了点赞转发哦。

参考资料:

https://www.sogou.com/sie?query=%E4%BD%B3%E8%83%BD&_ast=1711692775&_asf=www.sogou.com&w=01029901&hdq=sogou-clse-60a70bb05b08d6cd&duppid=1&cid=&s_from=result_up&sut=527&sst0=1711692857519&lkt=0%2C0%2C0&sugsuv=008724A42A5D4FD465A4CD6F33091402&sugtime=1711692857519

https://www.163.com/dy/article/ISCC77LR05119JRD.html


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页面更新:2024-04-04

标签:光刻   压印   佳能   荷兰   量产   纳米   芯片   工艺   我国   设备   技术

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