“一代芯片,一代设备”
半导体行业中有这样的一个共识,叫做“一代芯片,一代设备”,也就是说,制造芯片除了技术要求之外,设备的优劣直接决定着产品的性能。
我国半导体产业之所以不够先进,并非是我们技术落后,而是国内没有相关设备,以我国目前约16%的自给率来看,我们至少还有七八十种半导体设备被海外垄断着。
在我国自主造芯的大趋势下,很多人对光刻机都不陌生,作为芯片制造环节核心设备之一,光刻机不仅昂贵,而且制造精密复杂,被誉为是工业皇冠上的明珠,全球90%以上的市场几乎都在荷兰巨头ASML的手里。
然而ASML公司的光刻产线上却含有超过20%的美国技术和零配件,在老美所谓的“出口管制”规则下,我们想进口一台先进的EUV光刻机几乎是不可能的事儿。
光刻机的国产化进程
好消息是,在中科院等科研机构的助力下,光刻机的国产化进程发展迅速。
在今年年初,唐传祥教授带领的清华科研团队一举突破了EUV光源技术,这是EUV光刻机最核心的技术,清华大学取得的科研成果意味着EUV光刻机的国产化已经成功了一半。
仅仅过了两个多月,国内再次传出光刻机的好消息。上海微电子自研的国产28nm光刻机已经完成测试,各项性能指标良好,预计年内就可以下线商用。
我国在光刻领域的进步,一度让荷兰ASML公司倍感压力,为此,其首席官接连数次表态:愿意提供设备和技术的支持,还将加大在中国市场的投资布局,只求合作发展。
ASML态度的转变印证了一个道理,当我们手握核心技术、变为强者之时,“朋友”就多了起来。
国产巨头突破3nm设备
令人振奋的是,好消息不止光刻机,近日,又一项非常关键的国产半导体设备获得了突破。
据知情人士透露,国内最先进的蚀刻企业中微半导体,成功研发出了3nm蚀刻机。所有核心技术,包括原型设计、制造组装以及测试全部都是100%的国产,更重要的是,这项设备已经通过了权威机构的评估,正式步入了量产阶段。
相比光刻机,蚀刻机的“名头”显然没有那么大。光刻机之所以被大众熟知,是由于它的特殊性和舆论的烘托,以至于此前很多人都认为突破了光刻技术就等同于实现了芯片自主。
然而事实是,蚀刻机的作用丝毫不亚于光刻设备,在光刻工序把线路图案印上去之后,蚀刻机按照线路图,把多余的部分给刻蚀掉。如果光刻机是芯片制造的“魂”,那么蚀刻机就是芯片制造的“魄”。
值得强调的是,在刻蚀领域,中微是全球唯一一家能达到3nm精度的企业,该国产巨头的蚀刻机备受台积电和三星的青睐,目前这两位代工巨头均已下单。
美国院士:太快了
我们在刻蚀领域赶超之路可谓是充满了辛酸,中微创始人、蚀刻专家尹志尧教授是一位海归科学家,曾在洛杉矶的加利福尼亚大学获得博士学位,在硅谷Intel公司、LAM研究所、应用材料公司等电浆蚀刻供职16年。
之后为了响应国家发展半导体产业的号召,尹志尧放弃了海外“绿卡”,毅然决定回国。然而,却遭到了老美的“强行”留人,甚至还数次“窃取”尹志尧科研团队的研发成果。
庆幸的是,经过数年的“博弈”,尹志尧教授最终还是回来了,并在2004年创立了中微半导体。用了二十多年的时间,将国产蚀刻设备从空白期带到了领航全球的3nm水平!
在中微半导体突破3nm蚀刻机的消息传开后,美国科学院士Paul·Thomas感叹:这实在是太快了!中国科学家仅用了二十年的时间就走完了我们近百年的路,并且还完成了超越,这是怎么做到的?
总结
Thomas院士问得好,不过,或许很多人都知道怎么回答:我国半导体设备的突飞猛进,除了我们的科学家们满负荷地投入研发之外,你们的技术“围剿”同样“功不可没”。
“继续封锁吧,或许再有个五年,我们就什么都有了!”