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揭秘:嚴格封鎖光刻機聯盟為何突然解禁
送交者: 香椿樹1 2019年05月28日08:46:23 於 [教育學術] 發送悄悄話

揭秘:一貫嚴格對中國封鎖光刻機及技術的國際聯盟,為何突然解禁呢?    

zhihula
先說一下目前的世界光刻機的現狀。
  目前世界主流的光刻機還是深紫外浸入式光刻機,目前荷蘭ASML可以把這Z種光刻機做到14納米,另外是日本康尼可以做到18納米。但是因為深紫外技術固有的缺點,導致不能繼續的向更加精度的方向發展。如果想做到10納米一下,那麼就要用到級紫外技術的光刻機,而極紫外技術的光刻機是ASML領先,日本尼康明顯的落後。

  下面分別說一下深紫外侵入式光刻機的主要核心技術:
  深紫外光刻機用到的光源是深紫外光線,在這個光源上面的研發最牛逼的是德國亞深,日本尼康通過收購德國的這個企業獲得了這個光源的技術,另外一個技術就是物鏡,深紫外光線要想達到22納米的水平,那麼物鏡的數值口徑要達到1.35以上。目前德國的光學公司可以達到,另外日本尼康通過購買德國的技術也可以達到。達到這個口徑很難。因為這要加工亞納米精度的大口徑的鏡片,用到的最大口徑的鏡片達到了400毫米,那麼在這方面中國的技術如何呢?

  把中國在深紫外光刻機上面的技術水平進行了整理:

  首先看光源,在深紫外光源上,荷蘭ASML和日本尼康都使用德國亞深的光源,這個深紫外光源是離子束,中國研發的是世界唯一的固態深紫外光源,這個要比離子束高一個水平,主要固態深紫外光源的獨特優點是比較細,這樣設計的光刻機比較小巧,而且設計的控制設備更加的簡單,這使成本更加低廉,還有頻帶寬,這樣可以用一台光刻機直接做到100納米到20納米的幾乎所有的節點。這個技術是中國獨有的。
  另外看物鏡,要想讓深紫外技術的光刻機達到22納米甚至目前的14納米的頂級極限水平,那麼改進物鏡,物鏡最核心的部件當然是鏡片,那麼,中國的物鏡的鏡片如何呢?

  22納米光刻機用的1.35口徑物鏡,要用到400毫米的亞納米精度的鏡片。這個荷蘭與日本都使用德國的技術,主要是用磁流變設備和離子束設備輔助手工加工,看好了!可是手工!因此產量很低,加工很慢,成本很高。
  而中國發明了全自動的磁流體和離子束機床,可以實現鏡片的全自動高速加工!還可以把亞納米的鏡片最大直徑加工到2米,這個兩個技術都是日子絕對做不到的。

  另外就是中國的物鏡的檢測設備精度達到了0.1納米,物鏡組裝台也設計完成,深紫外光刻機陸續推出65納米、45納米、32納米和22納米,最後推出14納米。這類光刻機都是一個技術水準,無法進入更高製程。但中國的這類光刻機用到了獨有的固態深紫外激光器光源和亞納米物鏡自動加工機床,導致中國的光刻機成本有很大的優勢,可以便宜一半。而ASML的14納米深紫外光刻機,因為設計過於複雜導致目前開價2億美元一台!

  更重要的是深紫外固態激光器獨特的優勢,導致中國的光刻機一台可以覆蓋200納米到32納米甚至到15納米的所有節點,還由於獨特的世界上唯一實現8倍頻的固態深紫外激光器,意味着這個光刻機的產率很高。也就是同樣的時間,中國的光刻機可以生產更多的芯片,還有這個固態激光器小巧帶來的設計簡化,導致中國光刻機的壽命更長、成本更低、可靠性更好、產率更高、價格更低。這些特點使中國的深紫外光刻機快速占領14納米以上的所有光刻機市場。

  另外 ,光刻機下一步的發展是極紫外光線(EUV)光刻機,目前ASML、德國尼康、日本、美國、中國都是研發這個技術,除了ASML出過一個樣機以外,世界各國基本都是研發階段。不過,日本剛剛宣布退出。

  極紫外光刻機有很多的難點,主要是物鏡的精度要求更高、光源功率提高很難。

  先說物鏡的難點,因為極紫外光線的能量很高,一般的物鏡材料不適用,現在使用的是多層原子鍍膜技術,難度非常大。另外,反射鏡片的精度要達到變態的0.1納米,還要鍍上幾層原子級別的薄膜。物鏡的安裝也要在每次反射光線之後重新調整鏡片的位置,精度要達到0.3納米!所有調整鏡片前測量鏡片位置的精度要達到0.1納米!還要調整受重力和振動的影響,物鏡安裝平台的設計很難。但因為保密的緣故,基本沒有具體設計的資料公開。

  那麼,中國的10納米以下的極紫外光刻機研發是什麼水平呢??

  先說光源.
  中國研發極紫外光源不難。因為中國的激光研發已經幾十年了,中國的光源技術積累很紮實,不像日本那樣依靠德國亞深的技術,但是研發出極紫外光源不難,難的是安裝,還需光源質量要好、功率要高,功率要達到100瓦方可產業化。日本想通過收購亞深得到這項技術,如今看來日本是放棄了。
  中國在2007年就研發出了極紫外光刻機光源,是上海光機所研發,目前中國這個光源的技術沒有公布。另外分析,極紫外光刻機需要大口徑0.1納米精度的鏡片,這個中國已經解決。上面鍍的原子薄膜,這個技術上中國是世界一流,這個薄膜的理論反射極限是70%,中國的可以達到65%!
  還有物鏡的高精度安裝平台設計,精度要達到0.3納米,測量器精度要達到0.1納米。測量器中國公布的是世界水平的0.1納米。鏡片鍍膜技術也是世界領先水平,安裝台和光源很少見到介紹的資料,估計是因為保密原因不便公開。
  不過,在2017年9月,世界光刻機巨頭ASML正式澄清,ASML對大陸晶圓廠與國際客戶一視同仁,只要客戶下單,EUV要進口到中國完全沒有任何問題。在交期方面,所有客戶也都完全一致,從下單到正式交貨均為21個月。他還透露,目前已有大陸晶圓廠巨頭與ASML展開7納米工藝製程的EUV訂單洽談,2019年大陸首台EUV光刻機可望落地。
  這讓人想不明白的是,一貫嚴格對中國封鎖光刻機及其製造技術的國際聯盟,為何突然解禁呢?
其中的道理我想是不言而喻吧!

在光刻機行業,中國PK全世界


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