国产光刻机突破之路:距离世界领先还有多远?

发表时间: 2024-09-17 07:20

近期,我国国产光刻机正式宣告推出,引得众多网友欣喜若狂。那么,这款国产光刻机的能力究竟如何?其战略意义又体现在何处呢?

最新国产光刻机的能力定位

从工信厅的官方新闻可以看出,我国国产光刻机的是基于ArF技术,主要技术参数是分辨率支持65nm套刻小于8nm。这款DUV光刻机是干式的DUV光刻机,而非更先进的浸没式DUV光刻机(也被称为ArFi光刻机)。

如果参考ASML官网上的光刻机的参数,可以看到最接近这款光刻机的是ASML的1460K,分辨率65nm,套刻精度5nm,这款光刻机大概是10年前推出的。同样,在2006年,ASML的DUV光刻机1450的分辨率57nm,套刻精度为7nm,也比我国最新的光刻机性能要好。因此,说我们国家最新的光刻机在技术上差距两代(ArFi和EUV),如果说和国际先进水平有10-15年的差距,是合理的。

最新国产光刻机能否量产28nm制程的芯片

很遗憾,不能。从理论上,65nm的制程经过多重曝光应该可以生产28nm的芯片,但是套刻精度不够是非常严重的问题。单次曝光的套刻精度的控制窗口是1/4至1/5的线宽,双重曝光还需要除以2,也就是理论上貌似65nm工艺双重曝光所需的套刻精度刚刚好是8nm。

但是实际上不可能,芯片生产需要考虑误差,如果按控制窗口是1/5计算,在工艺较好的情况下,65nm的分辨率通过单次曝光最多可以生产55nm制程的芯片。如果以这个能力来计算,双重曝光的套刻精度的需求至少是5nm,我国最新的国产光刻机受限于套刻精度,显然很难实现双重曝光,通过双重曝光生产28nm也是天方夜谭。

此外,假设通过神乎其技的工艺实现,也存在严重的良品率问题,这很难实现28nm的规模化生产。

对比一下,国际上28nm量产的光刻机最低型号是1970(ArFi),分辨率≤38nm,套刻精度<3.5nm。

最新国产光刻机面试的战略意义

很多网友问我,既然落后国外15年,又没法生产28nm芯片,最新国产光刻机有什么意义?当然有,实现从90nm到65nm的跃迁本身就是进步。过去在国产光刻机分辨率在90nm的时代,我国仅仅是非民用领域无忧,但是实现了65nm,也就意味着民用领域开始逐步实现可替代,这当然是非常重大的进步。

其次,最新国产光刻机的诞生,代表我国科学界和产业界开始全面通力合作

最近项立刚总是在挑拨科学界和产业界的矛盾,说什么芯片解决不靠科学界靠产业界,这显然是在骗傻子。中国光刻机的技术底蕴,就在项立刚的粉丝看不上的中科院旗下的长春光机所和上海光机所,这也是上海微电子的技术底蕴之一。但是过去,在科学家研发了国产90nm光刻机后,我国的企业并没有支持,导致过去我国国产90nm光刻机几乎没人用,没法持续优化,也无法实现商业促进研发,举步不前。

但是,国产光刻机的快速诞生,必然是我国科学界和产业界紧密合作的结果,众所周知的国内知名的芯片设计企业、芯片制造企业全面参与了国产光刻机的研发和实验论证,大大加快了我国国产光刻机的落地。而且可以想象随着国产光刻机的研发和使用紧密结合,在大规模商用的推动下,我国国产光刻机必然会走上快车道。

需要警惕项立刚等网红不断挑拨科学界和企业的行为,为了挑拨矛盾用心险恶。科技进步从来都是科学界和企业的结合,我国历来的航空航天、军事、通信等科技进步都是如此,华为就非常注重和各大高校、研究机构的合作研发,而且也只有科学家和企业家能在新技术上紧密合作,才能推动我国科技持续健康发展。

最后,我国自主国产光刻机也初步打破了国外的封锁,让同样担心被技术大棒殴打的其他国家看到了希望,只要成熟商用,占领海外中低端市场也不是不可能。

未来的发展方向

华为在战略上有一句经典名言:实现一代、研发一代、规划一代。我国国产光刻机也一定走在这个道路上。也就是说,既然官宣了ArF光刻机的成熟商用,更先进ArFi光刻机也一定已经在研发和测试过程中,最多2、3年28nm制程将彻底没有风险。同时EUV光刻机也一定在技术规划甚至在原型验证过程中(中科院旗下的长春光机所指导)。

这也给了ASML一个警示,不要以为封锁了技术中国就干不出成绩,相信不久能制造28nm制程芯片的光刻机,ASML一定会改变策略,对我国开放倾销。

我们是否能赶上国际先进水平

最近中科院计算所,就是曙光高性能计算机的缔造者,吴凝晖院士的谈话实际上非常有道理,他在谈到AI时说到,如果对方停止了脚步,我们努力追赶自然可以追上,实际上芯片制造差不多也是这个意思。

事实上,当下现有的光刻芯片制造技术已然趋近瓶颈,倘若不进行彻底的变革与颠覆,那么国外的芯片制造的确已由奔跑之态转为缓行之势。故而,在芯片制造现有的技术范畴,我们若加快步伐,是能够逐步追赶上来的,这就需要我国科学界和产业界通力合作,加快进程

至于颠覆传统的非光刻芯片制造技术,各个国家都站在差不多的起跑线上,我们国家各个高校、各个研究机构的科学家也在努力,时不时会见到一些新的理论面世,大家半斤八两。

所以,不要怕,我们已经小步快跑!这是一小步,也是有战略意义的一大步