光刻機,被譽為芯片產(chǎn)業(yè)的皇冠明珠,曾經(jīng)是制造芯片不可或缺的關鍵技術,它被視為比還稀缺的存在,制造難度極高,工藝復雜,涉及多國頂尖技術的集成。
然而,在前幾天項立剛表示,這顆曾經(jīng)被人垂青的明珠如今卻正在逐漸變成中國自主掌控的玻璃珠,標志著中國芯片產(chǎn)業(yè)了新的起點。
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早在上世紀80年代,中國就已經(jīng)開始了自主研制光刻機的嘗試,然而,由于當時基礎薄弱、技術實力有限,加之缺乏關鍵零部件供給,這一努力最終不得不放棄。
主要基于光刻機是制造芯片不可或缺的關鍵設備,代表了集成電制造的最高技術水平。
掌握了光刻機,就等于掌握了芯片制造的命門,直接關系到一個國家在電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。
由于芯片產(chǎn)業(yè)被認為是支撐國家綜合國力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),擁有先進的芯片設計和制造能力意味著在國防玻璃珠、航空航天、人工智能等領域占據(jù)優(yōu)勢。
國家出于自身戰(zhàn)略利益的需求,不希望中國在芯片領域取得重大突破,因為中國是國家的主要經(jīng)濟競爭對手,中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于國家在這一領域的技術壟斷地位。
另一方面,一些國家擔心,如果中國掌握了先進芯片制造技術,可能會將其用于軍事等領域,從而到國家的,因此,對中國實施技術成為一種防范措施。
最后,光刻機技術高度復雜精密,很多關鍵零部件和技術都掌握在國家手中,出于知識產(chǎn)權(quán)的考慮,國家不愿意將這些核心技術轉(zhuǎn)讓給中國。
直到近年來,隨著國家持續(xù)大力投入和科研實力的不斷增強,中國才在這一領域取得了突破性進展。
經(jīng)過20多年的自主研發(fā),上海微電子在ArF(193納米)和KrF(248納米)光刻機領域達到了國際先進水平。
其ArF和KrF光刻機已實現(xiàn)批量供貨,成為華為海思、紫光展銳等龍頭芯片企業(yè)的重要供應商。
華卓精科則在EUV(13.5納米)極紫外光刻機領域取得突破,EUV光刻機是目前最先進的光刻設備,可實現(xiàn)5納米及以下的超精細制程。
而華為憑借這一技術實現(xiàn)了7納米芯片的量產(chǎn),結(jié)束了長期依賴進口的被動局面。
中微半導體則專注于I-line(365納米)光刻機的研發(fā),經(jīng)過十幾年的努力,終于實現(xiàn)了國產(chǎn)替代,只不過距離真正的I-line光刻機還有有些差距。
與此同時,中微半導體還在加緊推進14納米技術的研發(fā),有望在未來兩到三年內(nèi)投產(chǎn)。
除上述三家龍頭企業(yè)外,國內(nèi)還涌現(xiàn)出一批技術實力不俗的新興公司,如中科精華、常州新威半導體、納芯科技等,分別在ArF、KrF和EUV等不同技術線上取得進展。
可以說,中國自主研發(fā)的光刻機已在很多領域取得了重要突破,根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),在ArF和KrF光刻機領域,國產(chǎn)化率已經(jīng)很高了。
在28納米及以上制程的I-line光刻機上,國產(chǎn)替代已初見成效;而在14納米及以下先進制程,多家企業(yè)的技術線圖已漸趨清晰。
然而,與國際先進水平相比,中國光刻機產(chǎn)業(yè)仍存在一定差距,最突出的短板在于EUV光刻機,該技術目前仍被荷蘭ASML公司完全壟斷。
為實現(xiàn)徹底的自主可控,中國制定了明確的發(fā)展線納米制程工藝的國產(chǎn)化,用國產(chǎn)光刻機滿足80%以上國內(nèi)芯片企業(yè)的需求。
3年之內(nèi),則將力爭打破EUV光刻機的技術壟斷,成為全球第一家掌握EUV量產(chǎn)技術的光刻機生產(chǎn)商。
科研人員咬牙苦干,通過自主創(chuàng)新,逐步掌握了光刻機所需的關鍵技術,不斷提高本土零部件的自制能力。
中國在光刻機領域取得的成就,只是自主創(chuàng)新征程中的一個里程碑,未來,中國將繼續(xù)瞄準EUV光刻機等先進技術。
目前,全球芯片制程發(fā)展的最新方向就是EUV,它利用極紫外線短波長描繪芯片圖紋,可在同樣尺寸上放置更多電元件,大幅提高芯片的集成度。
X射線光刻機利用波長更短的X射線納米甚至更精細的芯片制程,有望成為EUV的繼任者。
當然,X射線光刻機在制造和應用上也面臨諸多技術挑戰(zhàn),比如掩模板的制造工藝異常復雜且昂貴,X射線的控制和安全防護也存在一定困難。
不過,這些困難并不能中國人的決心,事實上,多家單位已經(jīng)在X射線光刻機領域展開了前瞻性研究,取得了初步進展,為未來突破奠定基礎。
從光刻機的發(fā)展歷程可以看出,中國突破技術的決心是堅定的,自主創(chuàng)新的內(nèi)生動力也是充沛的。
回顧中國在光刻機領域的發(fā)展歷程,其中的曲折和艱辛可以說是整個中國科技自立自強進程的一個縮影。
從早期的自主研制與中途放棄,到后來依賴進口受制于人,再到如今重新自主可控取得突破,中國芯片產(chǎn)業(yè)走過了一條漫長而曲折的道。
當前,即便已取得重大突破,但中國芯片產(chǎn)業(yè)的整體自主水平仍有待提高,本土化程度也有進一步提升的空間。
無論面臨何種困難和,中國必將以自主創(chuàng)新的力量突破重圍,譜寫規(guī)則的嶄新篇章,因為,對于充滿雄心壯志的中國來說,沒有什么是真正無法突破的!
觀察者網(wǎng)——2024-06-05《英特爾CEO:如果美出口管制太嚴,中國就必須生產(chǎn)自己的芯片》