摩尔定律再续10年?ASML新一代EUV开造!这家巨头抢先!

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2021-09-03 16:00

摩尔定律 ASML EUV

       ASML,EUV光刻机的“顶峰”。

  光刻机之大,技术之尖端,复刻难度之高,想必很多业内人士都有所耳闻,这也是为何如今ASML屡屡被视作是欧美日等发达国家遏制中国半导体自主能力的标杆。尽管如今国内在28nm光刻机领域已经小有成果,但也是经历了很多年时间的积累,但ASML具备丰富的光刻机制造和设计经验,并非一朝一夕能被超越。

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  近日,据外媒最新报道称,ASML也已经开始制造新一代极紫外(EUV)光刻机,其每台造价达到了1.5亿美元,约合人民币近9.7亿元。这种几乎每一两年刷新的速度堪称一绝,也充分体现了ASML强大的制霸光刻机市场的能力,据称这台机器有望让芯片制造行业沿着摩尔定律至少再走上10年时间。

  新一代极紫外光刻机大约有一辆公共汽车那么大,造价1.5亿美元。整个机器包含10万个部件和2公里长的电缆,据说像一台公共汽车那么大。每台机器发货需要40个集装箱、3架货机或者20辆卡车。只有诸如台积电、三星和Intel等少数公司能买得起这种机器。

  Intel抢先!要力刚台积电?

  ASML造出的这款全球最先进EUV,造好的组件将于2021年底运往荷兰维荷芬,然后在2022年初安装到新一代极紫外光刻机的第一台原型机中。尽管Intel、三星以及台积电都有优先采购权,但这款设备大概率可能会被Intel拿到。

  毕竟,ASML方面已经确定,新型EUV设备将优先供应于美芯片巨头英特尔,这可能有美方从中斡旋的结果。而一旦英特尔抢先拿到最先进的EUV光刻机,意味着台积电在先进制程领域的地位将大打折扣。毕竟,新型EUV的精度是前所未有的,采用了最小化的紫外线波长,可以让芯片的尺寸在未来几年内继续缩小,以提高芯片的整体性能,极大的提升芯片厂商在先进制程领域的竞争力。

  尽管过去,台积电曾包揽了ASML大约70%的EUV产能,这是台积电能够成为代工“老大”的关键。但此次,随着ASML逐渐将最核心最先进的技术资源逐步倾向于英特尔,恐怕将极大的削弱台积电在先进制程领域的地位,市场地位也将随之受到影响,全球半导体芯片制程争霸将迎来新一波的改朝换代。

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  毕竟,从芯片制程近些年的竞争来看,英特尔虽然稍有落后于台积电,颇有些“挤牙膏”的成分。但从晶体管密度以及相关技术布局方面对比,事实上要追平台积电并不是什么难题。而这次,可能迫于美国政府的压力之下,ASML乖乖的将最先进的设备让与英特尔,无疑对英特尔先进制程技术是“雪中送炭”,可见台积电今后面临的困难和挑战将越来越大。

  今年七月底,英特尔CEO也曾对外清晰的阐释了英特尔先进制程的发展路线,并相信英特尔将在未来几年再度走上业界首屈一指的地位。Pat Gelsinger表示,“对于未来十年走向超越1纳米节点的创新,英特尔有着一条清晰的路径。在穷尽元素周期表之前,摩尔定律都不会失效,英特尔将持续利用硅的神奇力量不断推进创新。英特尔在先进制程和封装技术上的创新,将使其在2024年在制程性能水平上与同行齐头并进,在2025年再度领先业界。”看来台积电的好日子真的不多了。

  美或再度垄断先进制程 国产替代怎么办?

  EUV是中国半导体产业几十年的痛,这句话沿用至今依然十分贴切。尽管近些年,国产光刻机在28nm领域已经小有成就,一些关键零部件已经陆续就位,比如此前清华大学成功突破EUV光源技术,中科院攻克了双工作台技术难关,这意味着光刻机双工作台、光源和光学镜头三大核心组件已完成两项技术突破。

  此外,中科院高能物理所将承建安装国内首台高能同步辐射光源设备的项目,据不久前披露的信息显示,其安装完成度已经高达70%。此外,国内中科科美研制的高端镀膜装置也已经成功交付给上海微电子。上海微电子自主研发的28nm光刻机也已经通过技术认证,今年年底即可交付下游企业生产28nm芯片。而上海微电子研制的28nm光刻机,可通过多重曝光等工艺技术,甚至可以制造14nm及更为先进的芯片。

  这也是为何近期ASML频频对中国示好的原因,毕竟迫于后来者的压力,也不想失去中国这一巨大的市场。但随着此番优质资源逐渐偏向于英特尔,未来中国半导体在追求先进制程上可能将面临更大的困难,毕竟英特尔是实打实的美国公司,与台积电这类有一定本土属性的企业还是有很大的区别。

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  不过,国内在发展先进制程上,也不应急于求成,否则将可能陷入事倍功半的境地。此前,芯源微前道事业部总经理谢永刚就曾在第四届国际光刻技术研讨会上给出了可供国内其他半导体设备厂商参考的经验,他表示:“国内半导体设备普遍起步晚、发展晚,因此需要经历相对漫长的探索过程,在探索的过程首先需要定位清晰,然后需要抓住合适的时机切入,最重要的是获得客户的认同感,这需要良好的工艺能力、设备的稳定性、品质控管体系以及值得信任的售后服务。”

  对于中国半导体行业与其他先进国家的差距,中国光学学会秘书长、浙江大学教授、现代光学仪器国家重点实验室主任刘旭教授也给出了自己的观点:“一些器件的设计和制造,非常考验基础工业实力,很多时候基于同样的原理,别人能做好,我们做不好,实质上是我们缺乏对基础的理解和对材料极限特性的理解。”

  毕竟光刻机是一项涉及光源系统、掩模态系统、自动校准系统、调平调焦测量系统、框架减震系统、环境控制系统、掩模传输系统、投影物镜系统、硅片传输系统、工作台系统、整机控制系统、整机软件系统等各个高精尖系统技术的设备。当中的大多数零部件国内几乎都造不出来,这也与我国的工业基础特别是先进工业基础薄弱密切相关。因此,要真正在先进制程工艺上追平国际大厂,先要夯实自身的工业基础才是上策。


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