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去年說到今年的芯片, 芯片制造已經(jīng)成為吃瓜群眾都能談上幾句的話題。當然很多人對芯片其實并不能有一個準確的定位。很多時候直接用芯片代替半導體、集成電路、晶圓等詞匯,其實它們之間是有一定差異的。
芯片制造的過程,其實是個相當復雜的過程,芯片是多個學科共同作用的結(jié)晶。廠商在制造芯片的過程中,從前端工序、到晶圓制造工序,之后再到封裝和測試工序,主要用到的設備依次包括,單晶爐、氣相外延爐、氧化爐、低壓化學氣相沉積系統(tǒng)、磁控濺射臺、光刻機、刻蝕機、離子注入機、晶片減薄機、晶圓劃片機、鍵合封裝設備、測試機、分選機和探針臺等。
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▲晶圓制造中的七個主生產(chǎn)區(qū)
在這幾年的國家重點支持下,很多半導體核心設備實現(xiàn)了中高端國產(chǎn)化,離子注入機就是其中一個非常重要的突破,打破了歐美廠商獨霸天下的局面。離子注入機可以幫助光刻機完成晶圓制造。光刻機在芯片制造工序中是最核心的設備,廠商必須要利用光刻機,才能把掩模版上的圖形(電路結(jié)構(gòu))臨時“復印”到硅片等半導體基材(表面已均勻涂有光刻膠)上,以便開展下一步工序。直到 2017 年 8 月,我們國家才擁有國產(chǎn)商用的“離子注入機”。
把離子注入機實現(xiàn)國產(chǎn)化的廠商是電科裝備公司,是國內(nèi)唯一具備成套離子注入機制造的廠商,其研發(fā)的離子注入機已經(jīng)被應用到中芯國際生產(chǎn)線,雖然暫時無法達到美國應用材料公司的高端設備水平,但已經(jīng)是 0 的突破了。
那我們再來說說光刻機:
光刻機的背景
光刻機是半導體產(chǎn)業(yè)中最關鍵設備,也被譽為半導體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。集成電路里的晶體管是通過光刻工藝在晶圓上做出來的,光刻工藝決定了半導體線路的線寬,同時也決定了芯片的性能和功耗。
工欲善其事,必先利其器,要想半導體產(chǎn)業(yè)突破技術封鎖,要想開發(fā)先進的半導體制程,就必需要有先進的光刻機。
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曾經(jīng)輝煌的歷史
很多人以為中國人自己做不出光刻機,以為中國的光刻機一直都很落后,但其實并不是。
下圖是 1979 年中國上海產(chǎn)的 JKG-2 光刻機
值得注意的是,此系列光刻機如今仍在市場銷售,jkg-3 型光刻機是 1981 年研制成功的,此后研發(fā)停止。
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而且中國不只是能研發(fā)制造成系列光刻機的不只是一個地方,就小編查到的來說,就至少有三個:
1979 年 1445 所研發(fā)的 gk-4 光刻機
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值得注意的是 1978 年出品的英特爾 8086cpu 的制程是 3 微米。對應的是光刻機的曝光最細條寬(又稱為分辨率)性能。
1982 年科學院 109 廠的 KHA-75-1 光刻機
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這些光刻機在當時的水平均不低,從 jkg 系列至今仍在銷售的情況來看,都具有不錯的使用價值。
還有零零碎碎的的比如 1979 年的
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了解電子歷史的都應該清楚,這些玩意電子表和袖珍計算器在 80 年代無論是在國際上還是國內(nèi)都是相當前衛(wèi)和先進的產(chǎn)品。
另外的還有 1981 年的 16 萬像素的 ccd,這可是數(shù)碼相機的基礎啊,在當時絕對的高精尖。
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因此中國的半導體計算機其實并不是很多人印象中的一直很落后,而是改革開放后才沒落的。1983 年后,由于中國半導體產(chǎn)業(yè)失去了其最大的主顧,軍隊。而在產(chǎn)業(yè)化方面又遠遠比不上西方成熟規(guī)?;墓?,而半導體產(chǎn)業(yè)是個贏者通吃的游戲,再加上當時政策導向下的利潤壓力,中國半導體產(chǎn)業(yè)在與國外產(chǎn)業(yè)市場競爭中全面落敗進而被放棄就成了必然的選擇。
當然,歷史終究是歷史。天道規(guī)律從未改變也未曾偏頗,所做出的的選擇終究會在不斷的發(fā)展中顯現(xiàn)。
這些年來,國內(nèi)也出現(xiàn)了不少設備廠商,以及研究機構(gòu)在對光刻機進行研發(fā)。如上海微電子、中電科四十五所、中電科四十八所等。所以并不是中國人自己不研制光刻機,尤其是研制前道光刻機,而是因為在研制出達到國際一流的光刻機中,所面臨的困難既太多,又太難。那么,在我國光刻機的發(fā)展現(xiàn)狀如何呢?我們和國外的光刻機設備廠商存在哪些差距呢?在具體到每個廠商市場和產(chǎn)品介紹之前,本文會先介紹一下關于光刻機的關鍵技術及原理。希望拋磚引玉,讓真正懂行的人來說說。
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光刻機關鍵技術及工作原理
光刻機就是放大的單反,光刻機就是將光罩上的設計好集成電路圖形通過光線的曝光印到光感材料上,形成圖形。最核心的就是鏡頭,這個不是一般的鏡頭,可以達到高 2 米直徑 1 米,甚至更大。
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光源:
光源是光刻機核心之一,光刻機的工藝能力首先取決于其光源的波長。下表是各類光刻機光源的具體參數(shù):
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最早光刻機的光源是采用汞燈產(chǎn)生的紫外光源(UV: Ultraviolet Light),從 g-line 一直發(fā)展到 i-line,波長縮小到 365nm,實際對應的分辨率大約在 200nm 以上。
隨后,業(yè)界采用了準分子激光的深紫外光源(DUV: Deep Ultraviolet Light)。將波長進一步縮小到 ArF 的 193nm。不過原本接下來打算采用的 157nm 的 F2 準分子激光上遇到了一系列技術障礙以后,ArF 加浸入技術(Immersion Technology)成為了主流。
所謂浸入技術,就是讓鏡頭和硅片之間的空間浸泡于液體之中。由于液體的折射率大于 1,使得激光的實際波長會大幅度縮小。目前主流采用的純凈水的折射率為 1.44,所以 ArF 加浸入技術實際等效的波長為 193nm/1.44=134nm。從而實現(xiàn)更高的分辨率。F2 準分子激光之所以沒有得以發(fā)展的一個重大原因是,157nm 波長的光線不能穿透純凈水,無法和浸入技術結(jié)合。所以,準分子激光光源只發(fā)展到了 ArF。
這之后,業(yè)界開始采用極紫外光源(EUV: Extreme Ultraviolet Light)來進一步提供更短波長的光源。目前主要采用的辦法是將準分子激光照射在錫等靶材上,激發(fā)出 13.5nm 的光子,作為光刻機光源。目前,各大 Foundry 廠在 7nm 以下的最高端工藝上都會采用 EUV 光刻機,其中三星在 7nm 節(jié)點上就已經(jīng)采用了。而目前只有荷蘭 ASML 一家能夠提供可供量產(chǎn)用的 EUV 光刻機。
分辨率:
光刻機的分辨率(Resolution)表示光刻機能清晰投影最小圖像的能力,是光刻機最重要的技術指標之一,決定了光刻機能夠被應用于的工藝節(jié)點水平。
套刻精度:
套刻精度(Overlay Accuracy)的基本含義時指前后兩道光刻工序之間彼此圖形的對準精度(3σ),如果對準的偏差過大,就會直接影響產(chǎn)品的良率。對于高階的光刻機,一般設備供應商就套刻精度會提供兩個數(shù)值,一種是單機自身的兩次套刻誤差,另一種是兩臺設備(不同設備)間的套刻誤差。
工藝節(jié)點:
工藝節(jié)點(nodes)是反映集成電路技術工藝水平最直接的參數(shù)。目前主流的節(jié)點為 0.35um、0.25um、0.18um、90nm、65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm 等。傳統(tǒng)上(在 28nm 節(jié)點以前),節(jié)點的數(shù)值一般指 MOS 管柵極的最小長度(gate length),也有用第二層金屬層(M2)走線的最小間距(pitch)作為節(jié)點指標的。
節(jié)點的尺寸數(shù)值基本上和晶體管的長寬成正比關系,每一個節(jié)點基本上是前一個節(jié)點的 0.7 倍。這樣以來,由于 0.7X0.7=0.49,所以每一代工藝節(jié)點上晶體管的面積都比上一代小大約一半,也就是說單位面積上的晶體管數(shù)量翻了一番。這也是著名的摩爾定律(Moore's Law)的基礎所在。一般而言,大約 18~24 個月,工藝節(jié)點就會發(fā)展一代。
但是到了 28nm 之后的工藝,節(jié)點的數(shù)值變得有些混亂。一些 Foundry 廠可能是出于商業(yè)宣傳的考量,故意用一些圖形的特征尺寸(Feature Size)來表示工藝節(jié)點,他們往往用最致密周期圖形的半間距長度來作為工藝節(jié)點的數(shù)值。這樣一來,雖然工藝節(jié)點的發(fā)展依然是按照 0.7 倍的規(guī)律前進,但實際上晶體管的面積以及電性能的提升則遠遠落后于節(jié)點數(shù)值變化。更為麻煩的是,不同 Foundry 的工藝節(jié)點換算方法不一,這便導致了很多理解上的混亂。根據(jù)英特爾的數(shù)據(jù),他們 20nm 工藝的實際性能就已經(jīng)相當于三星的 14nm 和臺積電的 16nm 工藝了。
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上圖為英特爾公布的 10nm 節(jié)點詳細工藝參數(shù)對比。由圖可以明顯看到,同樣 10nm 工藝節(jié)點上,英特爾的晶體管密度大約是三星和臺積電的兩倍。
以上內(nèi)容簡單介紹了集成電路工藝節(jié)點的相關知識,有興趣的讀者可以自行去搜索更深入的內(nèi)容。我們現(xiàn)在來說一下光刻機對于工藝節(jié)點發(fā)展的影響和貢獻。
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在 65nm 工藝及以前,工藝節(jié)點的數(shù)值幾乎和光刻機的最高分辨率是一致的。由于鏡頭 NA 的指標沒有太大的變化,所以工藝節(jié)點的水平主要由光源的波長所決定。ArF 193nm 的波長可以實現(xiàn)的最高工藝節(jié)點就是 65nm。
而到了 65nm 以后,由于光源波長難于進一步突破,業(yè)界采用了浸入式技術,將等效的光源波長縮小到了 134nm。不僅如此,在液體中鏡頭的 NA 參數(shù)也有了較大的突破。根據(jù) ASML 產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息,采用浸入技術之后,NA 值由 0.50–0.93 發(fā)展到了 0.85–1.35,從而進一步提高了分辨率。同時,在相移掩模(Phase-Shift Mask)和 OPC(Optical Proximity Correction)等技術的協(xié)同助力之下,在光刻設備的光源不變的條件下,業(yè)界將工藝節(jié)點一直推進到了 28nm。
而到了 28nm 以后,由于單次曝光的圖形間距已經(jīng)無法進一步提升,所以業(yè)界開始廣泛采用 Multiple Patterning 的技術來提高圖形密度,也就是利用多次曝光和刻蝕的辦法來產(chǎn)生更致密圖形。
值得特別注意的是,Multiple Patterning 技術的引入導致了掩模(Mask)和生產(chǎn)工序的增加,直接導致了成本的劇烈上升,同時給良率管理也帶來一定的麻煩。同時由于前述的原因,節(jié)點的提升并沒有帶來芯片性能成比例的增加,所以目前只有那些對芯片性能和功耗有著極端要求的產(chǎn)品才會采用這些高階工藝節(jié)點技術。于是,28nm 便成為了工藝節(jié)點的一個重要的分水嶺,它和下一代工藝之間在性價比上有著巨大的差別。大量不需要特別高性能,而對成本敏感的產(chǎn)品(比如 IOT 領域的芯片)會長期對 28nm 工藝有著需求。所以 28nm 節(jié)點會成為一個所謂的長節(jié)點,在未來比較長的一段時間里都會被廣泛應用,其淘汰的時間也會遠遠慢于其它工藝節(jié)點。
根據(jù)業(yè)界的實際情況,英特爾和臺積電一直到 7nm 工藝節(jié)點都依然使用浸入式 ArF 的光刻設備。但是對于下一代的工藝,則必須采用 EUV 光源的設備了。目前全球只有 ASML 一家能夠提供波長為 13.5nm 的 EUV 光刻設備。毫無疑問,未來 5nm 和 3nm 的工藝,必然是 EUV 一家的天下。事實上,三星在 7nm 節(jié)點上便已經(jīng)采用了 EUV 光刻設備,而中芯國際也訂購了一臺 EUV 用于 7nm 工藝的研發(fā)。
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為方便讀者理解,上圖是我們整理的各個工藝節(jié)點和工藝及光刻機光源類型的關系圖。
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光刻設備及供應商概覽
了解了光刻設備的基本知識,接下來我們便可以具體了解目前全球幾家主要供應商的光刻機的情況了。
目前市場上主要的光刻機供應商有荷蘭的 ASML、日本的 NIKON 和 CANON,以及中國大陸的上海微電子裝備(SMEE)。
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上圖是從幾家供應商的網(wǎng)站上收集到的目前在售的所有光刻機的列表及相關參數(shù)。需要注意的是,目前光刻設備按照曝光方式分為 Stepper 和 Scanner 兩種。
Stepper 是傳統(tǒng)地一次性將整個區(qū)域進行曝光;而 Scanner 是鏡頭沿 Y 方向的一個細長空間曝光,硅片和掩模同時沿 X 方向移動經(jīng)過曝光區(qū)動態(tài)完成整個區(qū)域的曝光。和 Stepper 相比,Scanner 不僅圖像畸變小、一致性高,而且曝光速度也更快。所以目前主流光刻機都是 Scanner,只有部分老式設備依舊是 Stepper。上表中如果沒有特別注明,都是屬于 Scanner 類型。
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國外光刻機發(fā)展
荷蘭 ASML:強大的研發(fā)能力換來業(yè)界話語權
ASML (全稱:Advanced Semiconductor Material Lithography,ASML Holding N.V),中文名稱為阿斯麥(中國大陸)、艾司摩爾(中國臺灣),是總部設在荷蘭 Veldhoven 的全球最大的半導體設備制造商之一,向全球復雜集成電路生產(chǎn)企業(yè)提供領先的綜合性關鍵設備。ASML 的股票分別在阿姆斯特丹及紐約上市。另外,ASML 的大股東是英特爾,三星和臺積電(TSMC)。
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由于 ASML 是業(yè)界公認的領頭羊,我們便以它為對象進行研究。由上表可知,ASML 的產(chǎn)品一共有四個系列,非嚴格地,我們正好可以將其按照技術水平分為四個檔次。
從其它三家的產(chǎn)品列表中可以看到,目前其它幾家都沒有正式發(fā)布的 EUV 級別產(chǎn)品能夠和 ASML 一較高下,只有 Nikon NRS 系列有 ArF 浸入式光刻機,參數(shù)指標上勉強可以達到 ASML 高端產(chǎn)品的水準。但是從業(yè)界的反饋來看,Nikon 高端系列實際性能相比 ASML 同檔次設備仍有不小差距,尤其是在套刻精度上遠遠達不到官方宣稱水準,以至于 Nikon 光刻設備在售價不到 ASML 同類產(chǎn)品一半的前提下,依舊銷售不佳。
ASML 一直以來保持了高研發(fā)投入(甚至讓自己的客戶掏錢),因此其專利申請量也長期保持高位。第一波高速上漲來自 2000 至 2004 年,這一時期 Intel、AMD、VIA 及 IBM 等企業(yè)設計的半導體芯片性能快速提升,為了克制芯片在高頻率運行時產(chǎn)生的高溫,他們對半導體制程提出了越來越高的要求,這間接導致了光刻機技術的不斷提升。不過由于光物理性質(zhì)的影響,在光刻機發(fā)展到 193nm 后,研發(fā)陷入了困局。幾大芯片巨頭合力將 193nm 沉浸式光刻技術延伸至 15nm 令光刻機企業(yè)研發(fā)及專利申請下滑。但是沉浸式光刻終于在 7nm 之后難以再次發(fā)展,EUV 成為了解決這一問題的關鍵,近些年里 ASML 相關技術專利申請再次進入增長階段。
作為一家荷蘭的企業(yè),ASML 的專利地理布局上卻值得我們思考。其在全球各地專利申請量的排名,依次是美國、日本、中國臺灣、韓國以及中國。這個順序的有意思之處在于 ASML 的專利地理布局是根據(jù)客戶及競爭對手兩個因素進行布局。美國既有 ASML 的幾大客戶,如 Intel 和德州儀器,又有 ABM、Applied Materials、Lam Research、及 Rudolph Technologies 等競爭對手,自然是重中之重。
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上圖顯示了 ASML 公司近 3 年的研發(fā)方向和關注技術的時間變化趨勢。通過了解過去 3 年內(nèi)重點技術的專利戰(zhàn)略,我們借此來分析 ASML 公司近來關注重點的變化。如 H01L 半導體器件的方面 ASML 的申請量下滑,可能意味著其已經(jīng)完成了 EUV 光刻機半導體器件的設計;而 G02B 光學元件及 H05G X 射線技術兩個 IPC 分類下專利申請量的增加,也行意味著 ASML 還在改善光刻技術中光學組件的性能以及 X 射線的強度。
正如 ASML 讓 Intel、三星和臺積電投資自己,共同承擔 EUV 的研發(fā)成本,ASML 也投資了在光刻中起到關鍵作用的光學設備企業(yè) Carl Zeiss。
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Carl Zeiss 是 ASML 最重要的長期策略合作伙伴,長期以來為 ASML 的光刻設備提供最關火鍵且高效能的光學系統(tǒng)。在下文的 EUV 相關專利申請排名上,Carl Zeiss 更是占據(jù)了頭把交椅,這也說明了其在 EUV 相關光學設備上無可替代的地位。為了獲得優(yōu)先供貨和在 2020 年代初期就能夠讓芯片制造行業(yè)使用搭載全新光學系統(tǒng)的新一代 EUV 光刻設備,ASML 和 Carl Zeiss 決定進一步強化合作關系。
日本 Nikon 和 Canon:退出高端光刻機角逐臺
Canon 早已在很多年前便放棄了在高端光刻機上的競爭,目前產(chǎn)品主要集中在面板等領域。目前他們還在銷售的集成電路光刻設備在指標標上只相當于 ASML 的低端產(chǎn)品 PAS5500 系列。
Nikon 作為世界上僅有的三家能夠制造商用光刻機的公司之一,似乎在這個領域不被許多普通人知道,許多人只知道 Nikon 的相機做的好,卻不知道 Nikon 光刻機同樣享譽全球。
Nikon (7731.JP)成立于 1917 年,是總部設在日本東京,主要分四個事業(yè)領域,分別精密設備公司、映像公司、儀器公司及其他(包括 CMP 裝置事業(yè)、測量機事業(yè)、望遠鏡事業(yè)等)。
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荷蘭 ASML 一步步占據(jù)市場統(tǒng)治地位,Nikon 光刻機唯一剩下的優(yōu)勢就是同類機型價格不到 ASML 的一半。但給予 Nikon 致命一擊的還是英特爾,在新制程中停止采購 Nikon 的光刻機,據(jù)悉,所有主流半導體產(chǎn)線中只有少數(shù)低階老機齡的光刻機還是 Nikon 或者 Canon 的。畢竟現(xiàn)在英特爾,三星和臺積電都成為 ASML 的股東了。
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在 EUV 技術領域內(nèi),ASML 已經(jīng)與其他競爭者之間拉開了差距。雖然其并未排名第一,但是排名第一的卡爾蔡司(Carl Zeiss)屬于光學儀器企業(yè),蔡司為 ASML 等光刻機企業(yè)提供光學組建。而 ASML 較其直接競爭對手 NIKON(尼康)和 CANON(佳能)在 EUV 專利數(shù)量上有很大的優(yōu)勢,甚至比 NC 兩家之和還要多。
日本一橋大學創(chuàng)新研究中心教授中馬宏之,曾對日本微影雙雄尼康與佳能的敗因深入檢討。他在研究論文指出,ASML 微影機臺有 90%以上零件向外采購,這一比例遠高于競爭對手 Nikon 和 Canon,“這種獨特的采購策略,是 ASML 成為市場領導者的關鍵?!?/p>
中馬宏之認為,高度外包的策略,讓 ASML 可以快速取得各領域最先進的技術,讓自己專注在客戶的需求,以及系統(tǒng)整合等兩大關鍵重點。
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國產(chǎn)光刻機主要廠商
上海微電子裝備(SMEE)
作為國內(nèi)光刻設備的龍頭企業(yè),由于起步較晚且技術積累薄弱,目前最先進的光刻設備也只能提供最高 90mn 的工藝技術。單從指標上看,基本也和 ASML 的低端產(chǎn)品 PAS5500 系列屬于同一檔次。
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SMEE 專利申請趨勢圖
合肥芯碩半導體有限公司
合肥芯碩半導體有限公司成立與 2006 年 4 月,是國內(nèi)首家半導體直寫光刻設備制造商。該公司自主研發(fā)的 ATD4000,已經(jīng)實現(xiàn)最高 200nm 的量產(chǎn)。
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合肥芯碩重點專利技術
無錫影速半導體科技有限公司
無錫影速成立與 2015 年 1 月,影速公司是由中科院微電子研究所聯(lián)合業(yè)內(nèi)資深技術團隊、產(chǎn)業(yè)基金共同發(fā)起成立的專業(yè)微電子裝備高科技企業(yè)。影速公司已成功研制用于半導體領域的激光直寫 / 制版光刻設備、國際首臺雙臺面高速激光直接成像連線設備(LDI),已經(jīng)實現(xiàn)最高 200nm 的量產(chǎn)。
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無錫影速專利主要發(fā)明人
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國內(nèi)外光刻機發(fā)展差距
從數(shù)據(jù)上來看,國外光刻機龍頭 ASML 與國內(nèi)佼佼者們之間的技術差距巨大。盡管如此,但我們也在努力追趕中。
5 月 24 日“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝”專項(02 專項)項目“極紫外光刻膠材料與實驗室檢測技術研究”完成了 EUV 光刻膠關鍵材料的設計、制備和合成工藝研究、配方組成和光刻膠制備、實驗室光刻膠性能的初步評價裝備的研發(fā),達到了任務書中規(guī)定的材料和裝備的考核指標。項目共申請發(fā)明專利 15 項(包括國際專利 5 項),截止到目前,共獲得授權專利 10 項(包括國際專利授權 3 項)。
中國科學院大學微電子學院與中芯國際集成電路制造有限公司在產(chǎn)學研合作中也取得新進展,成功在光刻工藝模塊中建立了極坐標系下規(guī)避顯影缺陷的物理模型。通過該模型可有效減小浸沒式光刻中的顯影缺陷,幫助縮短顯影研發(fā)周期,節(jié)省研發(fā)成本,為確定不同條件下最優(yōu)工藝參數(shù)提供建議。該成果已在國際光刻領域期刊 Journal of Micro-Nanolithography MEMS and MOEMS 發(fā)表。
中國目前有 90 納米,用 90 納米的升級到 65 納米不難。但是 45 納米就是一個技術臺階了。45 納米的研發(fā)比 90 納米和 65 納米難很多。如果解決了 45 納米那個可以升級到 32 納米不難。但是下一步升級到 22 納米,不能直接 45 納米升級到 22 納米了。22 納米用到了很多新的技術。
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中國 16 個重大專項中的 02 專項提出光刻機到 2020 年研發(fā)出 22 納米。2015 年出 45 納米的并且 65 納米的產(chǎn)業(yè)化。45 納米是目前主流的光刻機工藝,包括 32 納米的還有 28 納米基本都是在 45 納米的侵入深紫外光刻機上面改進升級來的。所以中國掌握 45 納米的很重要。45 納米光刻機是一個很重要的臺階,達到這個水平后,在 45 納米光刻機上面進行物鏡和偏振光升級可以達到 32 納米。
另外,用于光刻機的固態(tài)深紫外光源也在研發(fā),我國的光刻機研發(fā)是并行研發(fā)的,22 納米光刻機用到的技術也在研發(fā),用在 45 納米的升級上面。還有電子束直寫光刻機,納米壓印設備,極紫外光刻機技術也在研發(fā)。對光刻膠升級,對折射液升級,并且利用套刻方法可以達到 22 納米到 14 納米甚至 10 納米的水平。相應的升級的用的光刻膠,第 3 代折射液等也在相應的研發(fā)中。
所以,目前單純從技術層面上看,全球光刻設備的格局是:ASML 一家獨占鰲頭,成為唯一的一線供應商;Nikon 憑借多年技術積累,勉強保住二線供應商地位;而 Canon 只能屈居三線;SMEE 作為后起之秀,暫時勉強也擠入三線的檔次,但由于光刻設備對技術積累和供應鏈要求極高,未來要想打入二線則非常艱難,短期內(nèi)難有實質(zhì)性突破。目前看來,如果沒有特別原因,這一格局在未來的很長時間里都不會有任何太大變化。
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上表為小編通過三家上市公司財報統(tǒng)計的 2017 年度光刻機銷售數(shù)量。由數(shù)據(jù)可知,幾家在市場份額的格局上幾乎和技術格局一致,唯一的一些區(qū)別是 Canon 在面板領域擁有較大市場份額,使得它在低端光刻設備上有相對較大的銷售量和份額。
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小結(jié)
中國目前的光刻機技術還處在探索階段,當然一些小成就還是有的,這并不能作為我們高枕無憂的資本,我們與國外先進技術還有很大的差距。
尤其是極紫外光刻技術方面,國外技術封鎖嚴重,而國內(nèi)想要研究又面臨這難度大,瓶頸多等困擾??上驳氖?,去年 “極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項“極紫外光刻關鍵技術研究”項目順利通過驗收。突破了制約我國極紫外光刻發(fā)展的超高精度非球面加工與檢測、極紫外多層膜、投影物鏡系統(tǒng)集成測試等核心單元技術,成功研制了波像差優(yōu)于 0.75 nm RMS 的兩鏡 EUV 光刻物鏡系統(tǒng),構(gòu)建了 EUV 光刻曝光裝置,國內(nèi)首次獲得 EUV 投影光刻 32 nm 線寬的光刻膠曝光圖形。
這對于我國極紫外光刻技術的研發(fā)來說是很重要的一步,但也只是小小的一步,我國還有很長的路要走。冰凍三尺非一日之寒,腳踏實地,潛心研究,未來會告訴我們答案。
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