【投资理财的公司】EUV光刻机是中国半导体行业的唯一症结吗?

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EUV光刻机是中国半导体产业生长路上需要解决的问题的一个缩影。

在一颗芯片降生的历程中,光刻是最要害又最庞大的一步。

说最要害,是由于光刻的实质将掩膜版上的芯片电路图转移至硅片,化虚为实。说最庞大,是由于光刻工艺需要履历硅片外面洗濯烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、瞄准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等数十道工序才得以最终完成。

正因云云,集数学、光学、物理、化学等众多学科手艺于一身的光刻机,被称之为半导体工业皇冠上的明珠,占有晶圆厂装备投资总额的约25%。

在主要的大靠山下,这颗“明珠”备受关注,其光环似乎已经盖过了其他半导体装备,更是有声音以为只要拥有一台EUV光刻机,中国半导体产业的问题基本就能解决。

但事实并非云云。

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以光刻手艺为中央的行业壁垒

只管将整个半导体产业的难题归结到一台EUV光刻机有失偏颇,然则以光刻手艺为中央衍生出的众多灾题确实是全天下局限内业界研究的重点,也构建起对照高的行业壁垒。

在本月初举行的第四届国际先进光刻手艺钻研会上,来自中国、德国、日本、荷兰等天下各地众多名企、厂商、科研机构、高校的手艺专家和学者,配合探讨了光刻领域先进节点的最新手艺手段息争决方案,解决方案涵盖局限之广,包罗质料、装备、工艺、丈量、盘算光刻 和设计优化等。

先进光刻手艺解决方案涵盖局限之普遍与光刻机自身属性亲热相关。若是将一台光刻机的系统举行拆分,可以分为光源系统、掩模态系统、自动校准系统、调平调焦丈量系统、框架减震系统、环境控制系统、掩模传输系统、投影物镜系统、硅片传输系统、事情台系统、整机控制系统、整机软件系统等,这意味着若是想要让一台光刻机施展出最大潜能,就需要各个系统保持高性能运转。

而为光刻机提供各个系统组件,自己就存在一定的壁垒。

以光源系统为例,光源公司生长到现在,天下上真正卖光源系统的公司只剩 Cymer和Gigaphoton两家,且前者已被光刻机巨头公司AMSL收购。在第四届国际光刻手艺钻研会集会上,来自Gigaphoton的Toshihiro Oga在同媒体交流时示意:“光源制造面临的挑战众多,光刻隐秘求光源有很高的性能,例如高对比度和纯净无缺陷的成像质量,同时也要控制成本和可靠性,这些器械往往很难相互匹配。另外从客户的角度而言,通常光源系统不具有通用性,专业性强。”

Toshihiro Oga还透露,光源系统市场窄,但需要的投资却很大。

领会到,Gigaphoton每年出货的200个单元光源,其中80个用于浸没式Arf光刻机,20个用于通俗的Arf光刻机,剩余的100个用于Krf光刻机。

在光源系统领域,手艺壁垒之外还面临资金和市场的难题,因此也就不难明白为何20年前美国日本一众的激光光源公司生长到今天仅剩两家了。

在质料方面,厦门大学嘉庚创新实验室科技总监Mark Neisser示意,越顶尖的光刻机对质料的精度越高,但评价光刻质料没有统一的尺度,由于每个代工厂在制造工艺上都有自己的喜欢。一款光刻质料的降生往往履历客户界说需求和尺度,实验室或质料公司选择化学质料制作溶液举行测试,同时需要阻止一些专利问题。这意味着,从某种水平而言,光刻质料不具备通用性,这又是光刻手艺在生长历程中的一浩劫点。

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被忽略的半导体装备

在全球的光刻机公司中,ASML、Nikon和Canon耐久位列前三,其中ASML依附上游供应商的顶尖手艺和下游厂商的巨额投资,出货量位居天下第一,同时以“全球唯一能生产EUV光刻机”被民众熟知。

通过上文的剖析,已经足以明白光刻手艺行业壁垒之高,而一台光刻机尤其是顶尖光刻机的降生,需要的是全球产业链的协作,仅凭一国之力难以造出。

事实上,现在需要用到EUV光刻机这样顶尖工艺的地方只占有芯片制造的一小部门,例如消费电子所需要的7nm、5nm工艺芯片。光刻机是芯片制造的要害,但从整个产业链的角度来说,并非是非EUV光刻机不能。

或许除了EUV光刻机,包罗刻蚀机、薄膜装备、测试装备、洗濯装备在内的这些在常用制程中都市用到的半导体装备同样值得关注。

尤其是随着晶体管工艺制程的推进,经曝光后的晶体管结构尺寸较大,沉积和刻蚀在制造FinFET 鳍式场效应管中愈发主要。2017年,刻蚀机就取代光刻机的位置成为了晶圆加工厂投资最多的装备。

那么在其他半导体装备上,我国显示若何呢?

2016年9月主要制造涂胶显影装备和洗濯机的半导体装备制造商沈阳乐成出厂第500台装备,成为海内新兴半导体装备制造厂家中首家迈过500台装备出厂门槛的企业,创下里程碑式的生长。往后,沈阳芯源作为国产半导体装备的代表也一直备受关注。

2019年12月,沈阳芯源成为第一批上市科创板的公司之一,且在该公司的最新官方报道中,第900台装备于10月30日乐成出厂,2020年3季度公司净利润2268.61万元,同比增进4761%。

芯源微前道事业部总司理谢永刚

在第四届国际光刻手艺钻研会时代,芯源微前道事业部总司理谢永刚给出了可供海内其他半导体装备厂商参考的履历,他示意:“海内半导体装备普遍起步晚、生长晚,因此需要履历相对漫长的探索历程,在探索的历程首先需要定位清晰,然后需要捉住合适的时机切入,最主要的是获得客户的认同感,这需要优越的工艺能力、装备的稳固性、品质控管系统以及值得信托的售后服务。”

同时,芯源公司也示意,芯源的竞争对手是天下级厂商,现在在顶尖手艺的生长上已经引入了一些手艺专家,正在起劲追赶当中。

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装备之外,另有对基本原理

和极限的明白不足

不外,无论是光刻机装备,照样其他半导体装备,都只不外是半导体产业链的其中一环,解决了装备问题,可能还需要解决装备维护、质料、人才等方面的问题。

中国光学学会秘书长、浙江大学教授、现代光学仪器国家重点实验室主任刘旭在第四届国际光刻手艺钻研会上就示意:“中国半导体的生长不是一个简朴的问题,不要把一个很庞大的全行业问题酿成局部点上的问题,主要的问题不即是唯一的问题。”

此外,对于中国半导体行业与其他先进国家的差距,刘旭教授还以为:“一些器件的设计和制造,异常磨练基础工业实力,许多时刻基于同样的原理,别人能做好,我们做欠好,实质上是我们缺乏对基础的明白和对质料极限特征的明白。”

同时,对于是否应该确立中国自己的半导体行业系统,刘旭教授示意,半导体产业建设不应该一拥而上,而应该找到合适的手艺、合适的人在合适的时间去做这件事,之后国家才有可能将其凑成一条线,现在半导体行业的热纷歧定是一件是好事,很可能造成资源的虚耗,需要小心一些利益团队借此时机掠夺社会资源。

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小结

近一两年来,半导体行业火热,以EUV光刻机为代表的要害手艺备受社会关注,有声音以为只要我们能够自己制造出一台EUV光刻机,海内半导体产业生长问题就基本解决,但事实并非云云。EUV光刻机只不外是中国半导体产业生长路上需要解决的问题的一个缩影,主要的,但绝非唯一的问题。