芯片制造,光刻機是核心設備。目前在光刻機領域,有四個檔次,分別是超高端、高端、中端和低端,分別對應的節點是5/7nm工藝、7-28nm工藝、28-65nm工藝和65-90nm工藝。
如今,任何電子設備幾乎都離不開芯片,而自從芯片工藝進入到7nm時代後,需要用到壹臺頂尖的EUV光刻機設備,才能制造7nm、5nm等先進制程工藝的芯片產品。目前,這種頂尖的EUV極紫外光刻機,只有荷蘭光刻機巨頭ASML(阿斯麥)才能制造。
如果沒有光刻機,即使能設計出最為先進的芯片,也無法進行制造和封裝等後續的操作。這也就是為什麽華為海思研發的基於5nm工藝的麒麟9000芯片,在國際上都享有盛名,但沒有高端EUV光刻機的支持,就算拿到世界第壹,也無用武之地。
為什麽最頂尖的光刻機是來自荷蘭,而不是美國?
20世紀60-70年代,光刻機的早期發展階段,美國是走在世界前面的。那時的光刻機原理很簡單,就是把光通過帶電路圖的掩膜投影到塗有光敏膠的晶圓上,那時的晶圓也只有1英寸大小。
80年代左右,由於美國的扶持,壹些裝配產業向日本轉移,日本也抓住了機遇,在半導體領域趁勢崛起。90年代,日本的半導體產業成為了全球第壹,出口額超過美國。
1984年,荷蘭光刻機廠商ASML成立,此時的阿斯麥只是飛利浦和壹家小公司ASM International以50:50的比例組成的合資公司,最初員工只有31人。在成立初期,ASML沒錢沒客戶,甚至只能在簡易木板房工作。
1997年,英特爾和美國能源部牽頭組建EUV LLC前沿技術組織,集成了通訊巨頭摩托羅拉、IBM、芯片巨頭AMD,以及能源部下屬三大國家實驗室:勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室、桑迪亞國家實驗室和勞倫斯伯克利實驗室。
這些實驗室是美國 科技 發展的幕後英雄,之前的研究成果覆蓋物理、化學、制造業、半導體行業的各種前沿 科技 。
此時的美國政府將EUV技術視為推動本國半導體產業發展的核心技術,並不太希望外國企業參與其中,但是此時美國本土光刻機企業已是“扶不起的阿鬥”。
最後,ASML同意在美國建立壹所工廠和壹個研發中心,以滿足所有美國本土的產能需求,保證55%的零部件均從美國供應商處采購,並接受定期審查,才被納入美國EUV LLC聯盟。
這也就是為什麽說“ASML壹半是歐洲的,壹半是美國的。”
ASML被允許加入EUV LLC之後便順風順水壹飛沖天,而尼康和佳能卻被排除在外,從而失去了未來的門票。
十多年來,ASML壹直都占據著全球第壹的位置,而ASML的總裁也曾表示,即使他們將EUV光刻機制造的圖紙公開,也沒有壹家公司可以順利制造出來。
EUV光刻機,這臺比原子彈還難造的機器,單臺售價超過1.2億美元,雖然價格高昂,卻依舊供不應求,甚至有些國家就算出價再高也買不到。
壹臺頂級的EUV光刻機重達180噸,包含大約10萬個零部件,全球供應商超過5000家,需要40個集裝箱運輸。即使妳購買到了ASML的EUV光刻機,如果沒有他們的幫助,妳也無法正常安裝使用,整個光刻機設備的安裝調試就需要壹年時間。
雖然ASML是壹家荷蘭公司,但它的背後卻有著歐盟及美國的力量,很多關鍵技術都是由美國及歐盟國家提供的。壹臺頂尖EUV光刻機的零部件中,美國光源占27%、荷蘭腔體和英國真空占32%、日本材料占27%、德國光學系統占14%,它是全世界頂尖技術的結晶。
目前中國的光刻機領域還處於初步發展階段,上海微電子已經能夠實現90nm光刻機量產。但是90nm之後,還有65nm、45nm、32nm、22nm、14nm、10nm、7nm、5nm,這些節點技術壹步壹個坎,有些坎幾年都未必能更新出壹代。萬裏長征才開始第壹步。
文 深挖DIG