2020年 04月 08日 星期三
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ASML研发面向2nm工艺的新型光刻机国产5~7nm生产设

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-04-08 12:22         

  作为全球光刻机的唯一垄断企业,荷兰ASML(阿斯麦)为全球芯片厂商、晶圆代工厂提供先进的光刻机作为生产设备。由于一系列众所周知的原因,中国晶圆代工厂在2018年中期采购的7nm EUV光刻机,已无法如期交付。

  目前国际上主流(在售)的芯片制造工艺为5~7nm等级,而包括三星、台积电以及英特尔、IBM等传统行业巨头都在向3nm工艺发起冲击。因此,ASML正加快研发对应工艺精度的光刻机产品,而最早有望面市的型号,就是EXE:5000型产品。

  ASML EXE:5000系列光刻机早在2018年就已实质化筹备工作,比利时微电子研究中心*(IMEC)和ASML建立了新的联合实验室,用以合作研发改良物镜系统的高数值孔径(NA)EUV(极紫外)工艺技术。

  *注:比利时微电子研究中心(IMEC)创办于1984年,位于比利时王国弗拉芒区鲁汶。 拥有来自全球近80个国家的4000名研究人员,是世界领先的纳米电子和数字技术领域研发和创新中心。

  据中科院上海光学精密机械研究所的调研资料表明,IMEC和ASML在相关领域均有超过三十年的研发经验,对芯片行业现阶段面临的3nm工艺节点技术难题有充分的对应方案。联合实验室的核心目标就是使用“具有更高NA的系统,将EUV光投射到更大角度的晶圆上,借以提高分辨率,并能打印出更小的特征”。

  和现阶段全球最优秀的5nm级EUV光刻机NXE:3400C相比,EXE:5000在高数值孔径NA参数上,大幅提升70%以上

  而这一高数值孔径EUV系统,就被称为EXE:5000 ,它将安装在IMEC和ASML的联合实验室中进行初步的项目运行。

  关于新型EXE:5000系统的研发成本,IMEC总裁Luc van den Hove先生并未明确数额范围,在渠道方面,市场也仅从ASML首席执行官Peter Wennink口中得知:“高NA设备的研发支出较NEX:3400系列产品有大幅增加”。而另外一方面,2018年ASML仅向向合作公司(显然是Carl Zeiss)的投入就达10亿欧元,以确保新设备的光学模块符合量产要求。

  据市场信息透露,ASML EXE:5000光刻机最快将于2022年进入前期销售阶段(小规模试产性部署),而进入规模化供货至少也要等到2024年左右。

  其实这个问题,在不考虑国际局势发生根本性改观的基础上,我们可以按照现阶段国内芯片、晶圆代工厂的设备架设情况推断一二:

  1. 截至2019年12月底,中国本土拥有14nm光刻机生产线的企业有三家(中芯、华虹、弘芯) ;

  2. 截至2020年3月,国内最新一台进厂光刻机是AMSL 14nm工艺节点的DUV产品(SMIC);

  3. 7nm光刻机(如NXE:3400B/C系列)2020年内进入中国工厂的可能性难以预估;

  1. 7nm~5nm制程芯片仍属国际产品,国内芯片厂商需花费巨资采购本土以外代工厂进行生产;

  3. 受上述两点所包含的经济、技术潜在因素影响,7nm EUV光刻机在下一代节点流行之前很难进入中国工厂;

  4. 2022年EXE:5000光刻机优先(Intel、台积电、三星)部署,先进芯片进入3nm时代,2024年进入全球化部署阶段;

  5. 中国本土晶圆厂有望于2022年获得NXE:3400系列(B/C)基于7nm EUV工艺的光刻机产品。

  事实有可能就是这么令人遗憾。抛开因素,仅从经济效益和技术垄断角度上,对中国的芯片行业至少要维持一个节点周期的滞后化。

  以上内容,仅是笔者根据半年多以来,中国就光刻机问题诸多事件及行业背景下引发的合猜测。不过,作为目前晶圆代工厂产量最火的设备——NXE:3400C来说,如果在2022年能够顺利作为“淘汰产能”进入中国工厂,也不失为一件好事。毕竟,进入3nm制程之后,硅基芯片行业已经初步涉入材料学屏障的范畴,未来向2nm~1nm节点的冲刺会比所有人想象中更加。

  因此,能够在2022(最迟2024)年让中国本土的芯片工艺进入7~5nm节点,理论上能够应对极端情况下(如科技、芯片)的基础产能(如X86芯片、ARM芯片以及5G通讯产品线nm DUV设备顺利进厂(SMIC中芯)的情况来看,荷兰方面还常希望和中国顺利做好生意的,阻力不在他们这边。

  28nm~12nm的国产PC处理器备胎计划已经进入产品投放阶段,但5G芯片依然期待7nm~5nm先进工艺,目前只能靠代工

  综上所述,2022~2024年能否顺利引入7nm EUV设备,对于中国赢得下一轮5年芯片培育期(2025~2030)至关重要。毕竟,现有的12~14nm生产设备,已经很难面对5G时代的激烈角逐了。现阶段的卧薪尝胆是隐忍,更是蓄力。

  我们不为输赢,只是不愿被随意的施以技术、被恶意调查和虚妄(中兴又被调查了,就刚刚╮(╯.╰)╭)。毕竟,中国是以一己之力和整个文明,这一仗,并非中国,也绝不会以失败告终。

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      威廉希尔