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为什么国家不能联合国内最先进的企业研发光刻机?

网友发布 2023-07-21 12:13 · 头闻号网络技术

光刻机基本算是目前世界上科技含量最多的科技产品了,中国可以生产光刻机,但是想生产最先进的光刻机,就不是国内企业可以做到的了,最先进的光刻机凝聚了全球制造业大国的最尖端的科技,可以说是全球科技大国的共同产出品,简单依靠中国国内的科技水平远远无法达到。

芯片是半导体行业的核心,制造芯片复杂而且漫长,提炼高纯硅单晶片、制造前端芯片构建、后端封装测试等。需求经过上千道工序重复制作,涉及50多个行业制造,上千台设备配合完成。

中国无法制造光刻机的技术难度:

1、光刻机的技术难度在于“技术封锁”,一台顶级的光刻机关键设备来自于西方发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等,这些顶级零件对中国是禁运的。所以,ASML曾说“即便给你们全套图纸,你们也造不出来”。

2、光刻机是“人类智慧集大成”的产物,环顾全球,最先进的7nm EUV光刻机只有荷兰的ASML(阿斯麦)能够生产,超过90%的零件向外采购,整个设备的不同部位同时获得了全世界最先进的技术,因此可以在日新月异的芯片制造业取得竞争优势。

3、最顶尖的光刻机集合了很多国家的技术支持,德国为ASML提供了核心光学配件支持,美国为ASML提供光源支持及计量设备的支持,ASML要做的就是做到精确控制,7nm EUV光刻机包含了5万多个零件,德国的蔡司光学设备不精准,美国的Cymer光源不精,都可能造成很大的误差。

4、与德国、瑞典、美国等一些西方国家相比,我国的芯片制造以及超级精密的机械制造方面不具备什么优势,没有超级精密的仪器,自然就很难造出顶级的设备,无法造成顶级的芯片。最关键的是,这些超级精密的仪器根据《瓦森纳协定》对中国是禁运的。

国产光刻机的“差距”:

目前国内技术领先的光刻机研制厂家是上海微电子装备有限公司,可以稳定生产90nm制造工艺的光刻机,相比ASML的7nm制程差距还是比较大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。同样正是SMEE推出90nm制程的光刻机后,ASML对中芯国际的7nm光刻机订单放行。

中国无法购买光刻机的原因:

1、只有投资了ASML的,才能获得优先供货权,而英特尔、三星、台积电拥有ASML很大的股份。ASML的高端光刻机产量有限,2018年18台,2019年30台,其中台积电获得了18台,我国的中芯国际1台。

2、《瓦森纳协定》的限制,瓦森纳协定有33个成员国,中国不在其列,主要目的是阻止关键技术和远见流失到成员国之外,在半导体领域,受限于该协定,在芯片制造、封装、设计等方面,我国一直无法获得国外最新的科技。

光刻机可用于制造电子零件、IC芯片和微型元件等。

光刻机可以将设计的电路图模式转换成可用的电路板。它将模式转换为一种可以在电路板上刻出的模式,这种模式包括线路、孔、排列等。它也可以用于印制电路板芯片,如芯片组件和电路板组件等。

光刻机(lithography)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机的种类可分为:接触式曝光、接近式曝光、投影式曝光。光刻机可用于制造电子零件、IC芯片和微型元件等。

光刻机工作原理

光刻机的工作原理是通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上。然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。

光刻机的制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,因此,世界上只有少数厂家掌握。光刻机,其实就是一种将图纸上的芯片电路设计通过类似照片冲印的技术印制到硅片上的机器。简单来说,就是在硅片上覆盖一层具有高度光敏感性的光刻胶,再用紫外光透过掩模照射硅片,被光线照射到的光刻胶会发生化学反应。

以上内容参考百度百科-光刻机

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