芯片制造,光刻机是核心设备。目前在光刻机领域,有四个档次,分别是超高端、高端、中端和低端,分别对应的节点是5/7nm工艺、7-28nm工艺、28-65nm工艺和65-90nm工艺。
如今,任何电子设备险些都离不开芯片,而自从芯片工艺进入到7nm时期后,须要用到一台顶尖的EUV光刻机设备,才能制造7nm、5nm等前辈制程工艺的芯片产品。目前,这种顶尖的EUV极紫外光刻机,只有荷兰光刻机巨子ASML(阿斯麦)才能制造。
如果没有光刻机,纵然能设计出最为前辈的芯片,也无法进行制造和封装等后续的操作。这也便是为什么华为海思研发的基于5nm工艺的麒麟9000芯片,在国际上都享有盛名,但没有高端EUV光刻机的支持,就算拿到天下第一,也无用武之地。

为什么最顶尖的光刻机是来自荷兰,而不是美国?
20世纪60-70年代,光刻机的早期发展阶段,美国是走在世界前面的。那时的光刻机事理很大略,便是把光通过带电路图的掩膜投影到涂有光敏胶的晶圆上,那时的晶圆也只有1英寸大小。
80年代旁边,由于美国的扶持,一些装置家当向日本转移,日本也捉住了机遇,在半导体领域趁势崛起。90年代,日本的半导体家当成为了环球第一,出口额超过美国。
1984年,荷兰光刻机厂商ASML成立,此时的阿斯麦只是飞利浦和一家小公司ASM International以50:50的比例组成的合伙公司,最初员工只有31人。在成立初期,ASML没钱没客户,乃至只能在大略单纯木板房事情。
1997年,英特尔和美国能源部牵头组建EUV LLC前沿技能组织,集成了通讯巨子摩托罗拉、IBM、芯片巨子AMD,以及能源部下属三大国家实验室:劳伦斯-利弗莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室和劳伦斯伯克利实验室。
这些实验室是美国科技发展的幕后英雄,之前的研究成果覆盖物理、化学、制造业、半导体行业的各种前沿科技。
此时的美国政府将EUV技能视为推动本国半导体家当发展的核心技能,并不太希望外国企业参与个中,但是此时美国本土光刻机企业已是“扶不起的阿斗”。
末了,ASML赞许在美国建立一所工厂和一个研发中央,以知足所有美国本土的产能需求,担保55%的零部件均从美国供应商处采购,并接管定期审查,才被纳入美国EUV LLC同盟。
这也便是为什么说“ASML一半是欧洲的,一半是美国的。”
ASML被许可加入EUV LLC之后便顺风顺水一飞冲天,而尼康和佳能却被打消在外,从而失落去了未来的门票。
制造前辈光刻机,比造原子弹还要难?
十多年来,ASML一贯都霸占着环球第一的位置,而ASML的总裁也曾表示,纵然他们将EUV光刻机制造的图纸公开,也没有一家公司可以顺利制造出来。
EUV光刻机,这台比原子弹还难造的机器,单台售价超过1.2亿美元,虽然价格高昂,却依旧供不应求,乃至有些国家就算出价再高也买不到。
一台顶级的EUV光刻机重达180吨,包含大约10万个零部件,环球供应商超过5000家,须要40个集装箱运输。纵然你购买到了ASML的EUV光刻机,如果没有他们的帮助,你也无法正常安装利用,全体光刻机设备的安装调试就须要一年韶光。
虽然ASML是一家荷兰公司,但它的背后却有着欧盟及美国的力量,很多关键技能都是由美国及欧盟国家供应的。一台顶尖EUV光刻机的零部件中,美国光源占27%、荷兰腔体和英国真空占32%、日本材料占27%、德国光学系统占14%,它是全天下顶尖技能的结晶。
目前中国的光刻机领域还处于初步发展阶段,上海微电子已经能够实现90nm光刻机量产。但是90nm之后,还有65nm、45nm、32nm、22nm、14nm、10nm、7nm、5nm,这些节点技能一步一个坎,有些坎几年都未必能更新出一代。万里长征才开始第一步。
文|深挖DIG