问题 :光刻机技术的难点是什么?中国有没有能造光刻机的企业?

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光刻机技术的难点是什么?中国有没有能造光刻机的企业?

题主问题的核心是光刻机的技术难点是什么?中国有没有可以早光刻机的企业?光刻机的难点总体来说的话,三个方面,第一个是精密度的问题,第二个是供应商的问题,因为我们知道光刻机中需要的零件高达3万个,第三个是需要高端人才,接下来我们会来详细说一下,而中国有没有可以制造光刻机的企业,这个答案是肯定的。我们下面来详细的说说这个问题:


一,光刻机技术难点在于什么?
我们都知道现在光刻机虽然有很多,但是荷兰的ASML公司占据了70%的市场,而日本和尼康和佳能虽然也可以制造,但是市场份额确实很少,比如在2017年全球晶圆制造用光刻机台出货294台,其中ASML就出货198台,占全球近7成的市场。其中EUV光刻机11台,ArFi光刻机76台,ArF光刻机14台,KrF光刻机71台,i-line光刻机26台,而佳能出货量为26,而佳能也只有70台。当然到了2018年依然是如此,虽然全年的出货量很大,达到了374台,但是从型号来说EUV、ArFi、ArF机型的出货来看,全年共出货134台。其中ASML出货120台,依然是占据了很大的市场。

为什么光刻机这么难于制造呢!

1.工艺。说实在的光刻机每个部件的工艺难度都很大,而现在瓶颈主要集中在透镜、掩膜版、光源、能量控制器。我们就拿光源来说,光刻机的光源目前主要有:激光,紫外光、深紫外光、极紫外光。现在最先进技术是极紫外光,而从光刻机的结构和工作原理来说,光源的重要性不言而喻。

我们知道在制造芯片时,首先需要在晶圆(硅晶片)表面涂光感胶,再用光线透过掩模版(相当于芯片电路图纸的底片)照射硅片表面,被光线照射到的光感胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射或者未被照射的胶,电路图就印到硅片上。


这个过需要用到的镜片,确实对于工艺的要求很高,镜片的高纯度透光材料+高质量抛光。而ASML的镜片是蔡司技术打底,镜片材质做到均匀,需几十年到上百年技术积淀。这也是为什么说佳能和尼康,我们一直认为他们是做相机的,但是现在为什么可以做光刻机的原因。因为光刻机跟照相机差不多,它的底片,是涂满光敏胶的硅片。当然这其中就有包括了刚才提到的地掩膜版,以及能量控制器。


2.供应商的问题和人才的问题。这个问题其实和我们文章开头说的一样,精密度和供应商是分不开的,我们刚才说的顶级镜片和光源其实是第一部,而第二部就是精密度的问题。光刻机里有两个同步运动的工件台,一个载底片,一个载胶片。两者需始终同步,误差在2纳米以下。而且对于环境要求也极为严格,比如温湿度和空气压力变化会影响对焦。“机器内部温度的变化要控制在千分之五度,得有合适的冷却方法,精准的测温传感器。”所以零件有一点误差都不行。


我们知道这样的误差精度,确实需要高精尖的人才才能做到,以及包括我们知道光刻机分为13个分系统,3万个机械件,200多个传感器,每一个都要稳定,而且就像我们刚辞说的温度湿度,以及对于2nm的误差这些要求,确实对于一般人来说是做不到的,所有这方面的人才奇缺也是重要的一个原因。


小结。光刻机的原理虽然看似简单,但是实际工艺所需要的部件要求很高,包括我们知道制造工艺方面对于技术以及误差,还有人才的要求等等,全方面来看的话,制造光科技的确实不容易。


目前中国光刻机的企业有哪些:

如果说最厉害的就是当属上海微电子啦!成立于2002年的它,是中国第一也是唯一一个光刻机厂商。该企业所制造的光刻机主要集中于90nm及其以下的芯片工艺制造,不过我们知道现在手机芯片已经来到了EUV的7nm工艺,所以这个差距还是很远的。的

而中芯国际和华虹目前量产了14nm工艺制程的光刻机,但是目前来说还不是很稳定而且我们知道的是有《瓦森纳协定》的规定,虽然中国有向ASML订货7nm的光刻机,但是因为某些特定原因迟迟没有交货,所以我们目前也是止步于此。


总结:

光刻机的技术严格来说,确实算是高精尖的产业,而且我们知道ASML也是一家各个企业入股的公司,就是你如果想要我的光刻机那就要入股,所以才有了现在的成就,所以对于各个方面的要求都很高,而国内目前上海微电子的虽然很不错,但是工艺有差距,而中芯国际的14nm目前还趋于稳定,而7nm的工艺,这个确实是目前做不到的,所以也只能依赖进口,但是因为ASML,以及协议的一些规定,目前还没有交付。


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  • 发表于 2022-01-10 01:15
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  • 分类:科技