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芯片国产的最新进展

老冀说科技 | 一线报道科技行业的大事小情 2021/09/23 09:36

9月18日 ,上海微电子传出好消息,宣布推出 SSB520型 新一代 大视场高分辨率 先进封装光刻机 。看到这个消息,老冀 很多 产业界的 朋友 很高兴 —— 有了光刻机,国内芯片制造 是不是就能够 迈向更先进的制程工艺 了?

再仔细一看 新闻稿,不禁 又泄了气 :这款光刻机 可满足 0.8μm分辨率光刻工艺需求,极限分辨率可达0.6μm ”这是什么概念? 0.6μm 等于 600纳米,这与目前台积电已经量产的5纳米工艺相差太远了。

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不过,新闻稿里还说, 通过升级运动、量测和控制系统,套刻精度提升至 ≤100nm (纳米) ,并能保持长期稳定性。 ”这就跟此前上海微电子已经发布的90纳米工艺的光刻机差不多了。上海微电子还表示,这款新品将主要应用于 高密度异构集成领域, 也就是芯片制造的后道工序,仍然无法弥补目前芯片国产化中最薄弱的前道工序。

当然, 这也就引出了一个问题 :由于 美国 ZF 对咱们的技术封锁, 加上美国 ZF不断利用自己的长臂管辖“威胁”其他国家的供应商,看来 打造一条全 国产的芯片生产线, 已经很有必要了。那么,如果集全国之力,打造出这么一条芯片生产线, 它的工艺水平 有多高?老冀 试着 给大家捋一捋。

像台积电、中芯国际这些主要做芯片制造前道工序的专业芯片代工厂,将原始的硅片加工成密布集成电路的晶圆,整个制造环节主要可以分为:清洗、 扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、 CMP抛光、金属化、测试 九大环节,并用到清洗机、扩散机、薄膜沉积设备、光刻机、涂胶显影机、刻蚀机、离子注入机、 CMP、检测设备这九大关键设备。

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在这九大关键设备当中,目前国产工艺水平最高的是刻蚀机。在这里,我们有必要 表扬一下中微半导体,已经实现了 5纳米的量产, 成为了台积电的供应商。 可以说,在这个领域,国产设备已经达到全球最先进的水平了。

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接下来, 薄膜沉积设备、扩散、 CMP 这三项关键设备的 国产化进展也很不错, 基本上都已经达 到了 14纳米的水平。

再接着就是 离子注入机、清洗机、检测设备、涂胶显影机这 四大 关键设备, 通过国产厂商的攻关, 也都达到了 28纳米的水平。

最后就是大家翘首以盼的光刻机,目前上海微电子的国产化水平最高,还只有 90纳米的水平,拖了后腿。

不过,板子也不能全部都打在上海微电子的身上。就跟全球光刻机的霸主 ASML一样,上海微电子本质上也是一家有着核心技术的集成商,还需要供应商提供光源、微缩投影光学系统、EUV多层膜、光学加工与检测系统、掩膜照明光学系统、反射式掩膜、抗蚀剂、精密工件台等零部件,而其中有些零部件国产厂商还没有攻克技术难关。

根据此前的消息,今年年底之前, 上海微电子有希望推出 28纳米的光刻机。如果真是这样的话,到了今年年底,理论上 应该 能够打造出一条 28纳米的 国产芯片生产线

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之所以说是理论上,一个是所有这些关键设备必须严丝合缝地配合起来,另一个是除了设备之外, 还有材料这个难关。

要知道,芯片制造还需要用到 硅片、 电子特气、 光掩膜、光刻胶、 光刻胶辅助材料、湿化学品、 靶材 、抛光这八大关键材料,其中不少关键材料的关键生产技术,仍然掌握在日本厂商手中。 2019年的时候,三星等韩国芯片制造企业,就曾经被日本材料厂商狠狠地卡了下脖子。

这是因为,多年的全球化,使得芯片制造业早就完成了全球的产业分工。其实,目前只有咱们中国大陆在芯片制造的几乎所有环节和品类都有所布局,其他国家和地区,无论是美国、日本、欧盟、韩国,还是中国台湾,有一个算一个,其实都做不到只用本地区的企业,就能够把硅片做成晶圆。

所以说,芯片制造的国产化,必然会经历一个长期的、渐进的、艰苦的过程。不过,只要我们下定决心,没有什么事情是做不成的。各位朋友,你 认为呢

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