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按照我们目前国家的技术,造一台全球先进的光刻机需要多少年?

  如果说芯片是工业制造领域的一顶皇冠,那么光刻机就是皇冠上的明珠,而最先进的光刻机就是最亮最大的那一颗。
  一起来看一看世界最先进的光刻机
  光刻机又名曝光机,是生产大规模集成电路的关键设备,将电路结构临时"复制"到涂有光刻胶硅片上的过程,制造和维护需要高度的光学和精密制造技术。高端光刻机被称为"现代光学工业之花",制造难度很大,全世界只有少数几家公司能制造。
  目前世界上最先进的光刻机是荷兰ASML生产的EUV光刻机,这台光刻机可以生产出最先进的5nm制程芯片。
  这台光刻机仅零部件就超过了十万个,螺栓数量超过4万个,3000多条线路,内部软管加起来,就有两公里长,设备重量达到了180吨,如此庞大精密的设备安装调试就需要几个月。
  设备最精密的部件就是:光源和镜头
  光源采用了极紫外光
  极紫外光系统来自于美国公司Cymer,一种波长极短的极紫外光,该技术是使用激光产生等离子源产生13nm的紫外波长。这种光源工作在真空环境下,产生紫外波长,然后由光学聚焦形成光束,光束经由用于扫描图形的反射掩膜版反射,由于极紫外光的固有特性,产生极紫外光的方式十分低效,能源转换效率只有 0.02% 左右。
  镜头采用了德国蔡司镜头
  高精度镜头采用蔡司技术,蔡司是德国历史悠久的光学仪器厂商,其产品向来是"高贵"的代名词。同样的一个镜片,不同工人打磨,光洁度相差十倍。镜片材质均匀,更需要几十年甚至上百年的技术沉淀,EUV光刻机采用的镜头要求:制作一个地球面积大小的镜头,误差在一根头发大小。
  除了光源和镜头外,工作环境也很重要
  精密工作台,工作台要求:绝对稳定的工作环境,芯片的曝光必须在真空中,并且采取恒温技术,工作室的空气要比外界干净1万倍,工作台高速运动期间,系统不能振动。而光刻机要多的事情,就好比在真空、恒温、无尘、高速运动的环境中,在一粒米上雕刻清明上河图,机械动作误差为皮秒(百万分之一秒),这些基本都是挑战人类极限的工作。
  这就是世界上最先进的光刻机,价格约为1.6亿欧元每台,折合人民币约12.5亿元,关键是有钱还不一定能够买到。再来看看国产光刻机的水平
  目前最高端的国产光刻机是上海微电子公司制造的,工艺制程为90nm,在国内市场份额超过80%,并且也销往国外。
  上海微电子装备有限公司坐落于张江高科技园区内,邻近国家集成电路产业基地、国家半导体照明产业基地和国家863信息安全成果产业化(东部)基地等多个国家级基地。公司成立于2002年,主要致力于大规模工业生产的投影光刻机研发、生产、销售与服务,公司产品可广泛应用于IC制造与先进封装、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等制造领域。
  海微电子的主要产品包括:
  600扫描光刻机系列—前道IC制造、500步进光刻机系列—后道IC、MEMS制造、200光刻机系列—AM-OLED显示屏制造、硅片边缘曝光机系列——芯片级封装工艺应用、精密温控系列—光刻机、刻蚀机应用、精密温度控制解决方案。
  上海微电子制造的光刻机和荷兰ASML的EUV光刻机相比,却处于低端序列,根本无法制造手机芯片,这也是华为麒麟芯片被"卡脖子"的一大原因。
  目前光刻机可以分为三个档次:荷兰ASML垄断了高端光刻机市场,代表作:EUV光刻机;日本尼康和佳能占据了中端光刻机市场,止步于28nm;上海微电子只能占据低端光刻机市场,90nm光刻机。
  目前我国的光刻机水平处于市场最底端,和日本都有差距,和荷兰ASML差距则更大。90nm与5nm差距有多大呢?
  最先进的EUV光刻机,在台积电的生产技术下,已经成功量产5nm芯片,苹果A14、麒麟9000已然应用于手机上,3nm工艺制程也在试验阶段,上海微电子的90nm工艺与ASML的5nm工艺相差5代。
  表面上看,90nm跟28nm或者是7nm从数字上来看差距不是很大,但实际上这里面是千差万别的,光刻机每上一个台阶技术难度就会大大增加,可能从90nm升级到65nm并不难,但是从65nm升级到45nm,就是一个技术节点了,45nm的光刻机技术明显要比90nm和65nm难很多,至于28nm、14n、7nm、5nm,甚至未来有可能出现的3nm,那难度就更大了,也正因为如此,我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢。
  EUV光刻机研发时间超过了20年,几十个国家,上百所研究单位在无数个日日夜夜,无数次失败之后才成功研发出5nm工艺的EUV光刻机。其中美国投入了50多个高校和科技企业进入到这个领域,欧洲共35个国家,110多个高校和科技企业加入到研究中。
  在极紫外光源上,贡献最大的就是美国,美国不仅掌握了核心技术也拥有了核心专利,就是在整个EUV光刻机专利中,美国也是拥有了相当一部分,因此美国完全有能力阻止中国购买EUV光刻机。
  在国内,光源顶级科研机构就是中科院光电所,但其技术还处于365nm的水平,也就是i-line阶段,实验室能够做出的芯片最高水平也只是在22nm,后面仍有很长的路要走。
  在镜头市场上,德国蔡司处于第一梯队,其次就是日本的尼康和佳能,而我们在高端镜头市场上几乎为零,如果要追赶上德国蔡司的技术,没有几十年的努力是根本不可能的。当然介于目前我们和德国的关系,还是有机会买到高端镜头的。
  ASML高管就曾经说过:"即使他们公开EUV光刻机的图纸,现在也没有哪家公司能够山寨",因为EUV的技术研发的难度实在是太大了。
  再来看一看不同工艺制程的芯片差距,以华为的麒麟芯片为例:麒麟950,16nm工艺制程,30亿个晶体管,4x2.3GHz A72+4x1.8GHz A53的架构;麒麟990,7nm工艺制程,103亿个晶体管,包括一个3.13GHz A77大核心、三个2.54GHz A77中核心、四个2.04GHz A55小核心。麒麟9000,5nm工艺制程,153亿个晶体管,包括一个3.13GHz A77大核心、三个2.54GHz A77中核心、四个2.04GHz A55小核心。
  可以看出,随着工艺制程不断的升级,芯片的晶体管数量也在快速地增加,性能也不断的变强。
  16nm工艺制程的芯片晶体管数量仅为5nm工艺的1/5,那么90nm与5nm的差距只会更大。
  我国造一台全球先进的光刻机需要多少年
  按照国外的经验来推算,我国制造出EUV光刻机至少需要20至30年的时间,加上美国对技术和零部件的封锁,我们要花费的时间会更长。
  时代在变化,科技在发展,我们也要用变化的眼光去看待这件事,更何况这件事交给中国人去做。
  1964年10月16日,中国第一颗原子弹在罗布泊爆炸成功。自1955年以来,中国咬紧牙关,不惜国力秘密研究原子武器。按陈毅元帅的话说:"中国人就是没有裤子穿,也要造出原子弹"。而当时的苏联领导人赫鲁晓夫就大言不惭地说中国离开苏联不可能研制成功,结果被打脸。
  1967年6月17日上午8时中国第一颗氢弹空爆试验成功,从第一颗原子弹到第一颗氢弹,白手起家的中国人只用了两年零八个月的时间,堪称军事科学历史上的奇迹,而我们制造氢弹的目的是希望世界和平安宁,让核武器永无用武之地。
  1970年4月24日21时中国第一颗人造卫星"东方红一号"发射成功,由此开创了中国航天史的新纪元,使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。中国再一次创造了世界奇迹。
  这就是著名的"两弹一星",凭借着"两弹一星"精神,我们定能够攻破高端光刻机,而事实上,在该领域我们也在不断的突破:
  2018年8月份,清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第二个具备开发双工作台光刻机的国家。
  2018年11月,由中国科学院光电技术研究所所承担的国家重大科研装备研制项目"超分辨光刻装备研制"通过验收,该装备采用365nm波长的紫外光单次成像,实现了22纳米的分辨率,结合双重曝光技术后,未来还有可能用于制造10nm级别的芯片。
  2019年4月,武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限,采用远场光学的办法,成功刻出9nm线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新,这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断。
  在一系列的创新下,在不断地努力,攻坚克难后,我国攻克高端光刻机的时间,绝对不需要20年,也许10年,甚至更短的时间就可以实现。问答总结
  在光刻机制造领域,虽然我国跟ASML等顶尖企业还有很大的差距,但是我们也看到目前我国的光刻机研发进步是非常明显的,未来我国光刻机跟国际的差距会逐渐缩小,甚至会很快会达到世界先进水平。
  在"两弹一星"精神的引领下,集中中华民族的伟大智慧,不断的攻坚克难,不断的吸收完善技术。
  在光源系统领域打破美国的垄断,在高端镜头领域与德国蔡司合作,中科院、清华、北大、华为、上海微电子、中芯国际等高校、科研机构、科技企业的通力合作和大力支持下,我国的光刻机水平定能快速的突围。
  10年,也许更短的时间就可以攻破高端光刻机。
  我是科技铭程,以上是我的回答,希望可以帮到您,如有不妥之处,敬请批评指正!
  我国目前的光刻机水平如何
  我国目前光刻机的最高水平是上海微电子生产制造的的90nm光刻机,而世界顶尖的光刻机是ASML生产的7nm甚至是5nm EUV光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平还有很大差距,高端光刻机几乎全部依赖进口。据国内媒体报道的消息,上海微电子预计将在2021年交付首台28nm的光刻机,差距正在逐渐缩小,上海微电子也正在全力追赶,这种顶尖光刻机的研发需要长期的技术积累,才能实现突破,绝不是一蹴而就。
  顶级光刻机
  世界上最先进的光刻机是EUV光刻机,只有荷兰的ASML能够生产,光刻机的技术门槛极高,可以说是人类智慧集大成的产物。
  荷兰AMSL拥有6000多名科技人员,90%的关键设备均自外来,德国的光学设备和超精密仪器,以及其它核心配件,还有美国的计量设备和光源设备,而ASML要做好的就是精确控制。将误差分担到光刻机的13个分系统,3万多个分件,换句话说,如果德国的蔡司镜头做的不准,美国的Cymer光源不精确,ASML瞬间失去了精神,ASML要做的就是,用好这些家伙,使其更加精确。
  荷兰ASML也不差钱,台积电、三星、intel、海力士等这些赫赫有名的半导体巨头,都是荷兰ASML的股东。荷兰ASML有一个不成文的规定"只有合作伙伴才能获得优先供货权",因此,荷兰ASML每年只能上产十几台EUV光刻机,这些光刻机大部分被"合作伙伴"抢走了。
  光刻机究竟有多难
  国内目前做光刻机比较好的就是上海微电子设备装备有限公司,它目前水平在90nm,而今年预计会能够突破到28nm水平。再来看光刻机巨头荷兰ASML,早几年它做的EUV光刻机就可以生产7nm工艺芯片,现在台积电用它的机器都能生产5nm工艺芯片。
  ASML自己能够做出顶尖光刻机?其实并不是它自己努力,一个顶尖光刻机需要数十万个顶尖部件,需要来自全球几千个供应商提供各种相应的技术支持。而ASML在这些顶尖技术和部件之上进行相应的整合,才有了现在顶尖的EUV光刻机。
  就以这个镜头为例来说,德国蔡司公司是荷兰ASML的大股东之一,它给ASML公司提供顶尖镜头用于光刻机的生产。蔡司的技术得到了几十年甚至可以说百年的沉淀,才有如此顶尖的镜头水平,当然这是对我们不出售的。
  光刻机最为人类智慧集大成的产业,究竟难在哪里
  作为人类工业以及制造业上面的一颗明珠,光刻机可以说是人类智慧的集大成的产业,还有的人说光刻机是外星科技的产物,其实这个就有点过度了,光刻机依旧是人类长期的积累而出来的。
  曾经有国内的科研团队去荷兰ASML公司考察,当时的负责人说,我们即便是将图纸给你们拿出来,你们也不一定能够做出来的,虽然说这句话,说的有一些不切实际,但是制造光刻机的事情,从来都不是简单的事情。
  有很多人好奇说光刻机的售价是多少,其实目前一台先进的光刻机售价最低也在7000万美金之间,而且能够生产的数量是非常至少的,可能全球也仅仅只有个别的企业能够进行生产的,荷兰ASML公司所生产的光刻机,能够达到7nm支持的工艺制程,而中国的上海微电子能够生产的芯片,目前还都是90nm支持的芯片,这其中的差距,保守估计也有将近15年的差距。
  来自各个不同国家的先进技术,大家不要以为所光刻机只是荷兰ASML公司能够生产出来的芯片,这里面最重要的就是来自美国的光源,德国的蔡司镜头,瑞士的轴承等,可以说荷兰ASML公司将这些更加精密的仪器完美的组合在一起。
  以我国当下半导体产业的发展状态来说,造一台达到世界先进标准的光刻机可能需要至少二十年之久,但是要成真的制造出世界上最先进的光刻机,很现实的说"永远也追不上,不可能"。光刻机虽然只是整个半导体产业链中的一个制造加工环节,但是因为光刻机自身的性能表现直接决定了制造出来的芯片自身的性能表现,而芯片被越来越多的应用到民用越来越多的设备和军用设备中,对于民用产品而言,使用制程工艺更先进的芯片意味着芯片自身性能表现个功耗表现更为优秀,能够很好的提升产品自身的性能和功能性表现,继而增强产品的市场竞争力。同样对于军用设备来说,其对于芯片工艺制程的要求虽然没有那么高,但是在保障芯片适应工况可许的前提下,制程工艺更先进的芯片同样能够提升军用装备的性能表现,特别是随着自动化水准提升后需要运算的数据越来越多后,芯片自身的性能表现更直接决定了军事武器装备的性能表现。当前世界上最先进的光刻机就是荷兰ASML研发制造的EUV极紫深外光刻机,能够被用于制造5nm甚至更先进的3nm芯片,所以自研发初始ASML的光刻机就迅速被三星、台积电、英特尔这样的芯片制造大厂所预定。当然也正因为这类先进的光刻机能够被广泛用于制造先进的民用芯片或者军用等级芯片,所以这类高端光刻机和高端数控机床一样同样受《瓦森纳对华条约》限制,此前我国本土半导体制造商中芯国际曾订购了一台ASML的5nm还是7nm级别的EUV光刻机,但是到现在该光刻机依然没有拿到荷兰政府的出口许可。ASML的成功离不开其能够及早的看清芯片未来发展趋势,并且在研发进程中没有和当时的对手尼康、佳能一样选择闭门造车,而是采用商用化研发体系,比如在一开始就迅速拿到了包括台积电、三星、英特尔这样的芯片代工制造大厂的巨额投资,这为ASML后期研发先进光刻机过程中,需要大量的研发经费解决了先决困难。而台积电、三星、英特尔这些芯片大厂之所以巨额投资ASML也只为了能够尽早拿到ASML最新产品,继而提升自身的制造实力,为其拿下更多的芯片代工大单。其次在技术集成上,相比当前ASML的对手尼康、佳能、富士这些日本大厂普遍选择自研零部件或者在日本范围内选择供应商不同。ASML从一开始就将光刻机领域重要的化学激光器、光学镜头、微电子数控系统选择了外包形式,其中高功率激光源选择了为美国军方制造激光武器的某家美国企业作为激光源供应商,其次在决定芯片制程精度和加工良品率的光学镜头上,ASML直接选择了拥有百年光学镜头研发、制造经验的德国卡尔蔡司作为其光学镜头供应商,卡尔蔡司的光学镜头素质有多高不用细说了吧,当年阿波罗登月飞船上装备的就是其生产定制的镜头,到今天蔡司的光学镜头依然是机圈梦寐以求的终极选择;再有在同样决定芯片制造工艺和良品率的微电子数控系统上,ASML也没有选择自研,而是直接选择了比利时微电子研究所作为其微电子数控系统的供应商,比利时微电子研究所是一家掌握了微电子领域大量技术专利,并且为全球很多地区企业直接或者间接提供微电子数控技术的企业;可以说从ASML之所以能够干掉佳能、尼康这些日本大厂,成长为光刻机领域的世界寡头,最核心的还是其能够"吸纳集成世界上最尖端的技术于一身"的研发设计理念。我国虽然近十年一直在大力发展半导体产业,毕竟当下每年中国光进口半导体产业额就已经超过石油成为我国第一大进口高附加值产品,所以掌握这数千亿产业不光能够有效降低进口成本和进口压力,更重要的是是随着芯片的应用越来越广泛后,自主掌握先进芯片研发制造能够彻底的避免受制于人,被他国制裁等断供而影响自身发展。其中在光刻机产品的研发制造领域中,上海微电子研究所是当前国内技术最先进的,其自主研发的90nm光刻机已经被台积电和中芯国际所采购能够制造28nm的半导体芯片,并且中芯国际已经掌握14nm芯片量产工艺,但是从芯片制程工艺标准来说,上海微电子的光刻机和世界尖端的光刻机还存在很大差距,这是不可忽略的。
  对于当前的中国而言,又该如何奋进追赶世界先进光刻机技术标准呢?如果只是一味的跟在ASML身后走ASML曾经走过的路,虽然是最为成熟可靠的路线,但是在你追我赶的技术发展历程中,首先我们受限于《瓦森纳条约》限制,所有用于光刻机研发制造的技术、零部件都必须自研解决,而且光刻机研发制造领域我国还处于初学者,在研发制造经验上相比ASML还相差甚远;但是ASML这样的国际光刻机寡头不管是从技术水准和零部件的供应还是在研发制造经验上都要比我们有很大优势,所以这种走成熟的路线追赶虽然看起来成熟可靠,但是未必是一条正确的道路。试想一下在当下光刻机普遍采用的EUV极紫外蚀刻技术之前,是深紫外芯片蚀刻技术,再往之前翻的话也就是当下微电子束光刻技术之前,光刻机的技术路线走的是光学光刻技术,也就是曝光机投影技术来生产芯片。但是从最早的光学光刻开始到微电子束光刻技术所取代也就只有20年时间,而现下的微电子光刻技术也发展了近20年时间了,而且当下芯片制程工艺也即将实现2021年实现3nm量产到2025年实现1nm芯片制程量产。那未来芯片工艺又该如何发展呢?其实从当下随着芯片制程工艺越来越高后,芯片加工的良品率反而并没有显著提升,特别是早在几年前芯片制程发展到7nm的时候,当时为了实现更小的芯片面积下堆砌更多的晶体管,台积电率先采用了更先进的FINFET晶体格栅工艺,结果三星在追赶的过程中没有很好的解决晶体格栅之间漏电的问题,结果就是当年三星代工的高通骁龙810芯片功耗大被称为"火龙"。所以可以预见的是线下的微电子光刻技术最多也就存活20年就会被市场彻底淘汰,那么我国要是在发展光刻机的道路上追赶ASML的话,首先受限于自身资源的不足肯定不能很快的时间内追赶的上,后面花了近20年时间好不容易掌握了能够制造3nm芯片的极紫外光刻机技术,但是却已经开始被市场主动淘汰。所以对于我国光刻机产业的发展其实最好的方式就是"弯道超车",比如2017年在当时世界第三大芯片代工厂格罗方德知道自己在微电子这条路上是追赶不上台积电和三星后,果断宣布放弃7nm后续芯片研发工作后,选择了当时还处于实验室验证阶段的硅基光电子技术,并且在2019年末格罗方德宣布已经完成了首个光电子芯片的封装测试环节。光电子相比现有的微电子区别在哪呢?简单来说就是使用光传输代替现有的铜线传输,优势在哪呢?其实最大的优势就在于芯片的性能先进与否并不直接和光刻机的制程工艺有直接关系了,而是更多的和光电子的物理设计有直接关系。也就是说就算是使用28nm制程工艺制造出来的芯片,其性能和功耗也能达到传统微电子5nm的性能表现。所以明知在可预见的时间内我国根本无法追赶的上世界最先进的光刻机生产技术,那么提早介入下一阶段的光刻机研发中去,占据研发先机反而更有机会追赶的上世界先进水准,彻底解决我国光刻机和整个半导体产业受制于人的囧势。
  【有全球高端配件组装的话光刻机设计工艺相差10年,被封锁状态下自主研发配件的或达50年】
  很多网友觉得我们光刻机的生产技术和国内只是相差10年,但这只是相对在整体的设计上面,想要制作出全球先进的光刻机,就必须要拥全球先进的配件。光荷兰ASML的7nm高端光刻机官方爆出就需要10万个零部件,并且90%都是进口来自世界60多个多家的尖端科技,是集成了全球人民的智慧才生产出来的。光刻机的结构
  一个完整的光刻机是需要测量台、曝光台:承载硅片的工作台,也就是本次所说的双工作台如下配件组成的:光束矫正器:矫正光束照射的方向,让激光束尽量平行,保证精确度。能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光过大不足会严重影响成像质量。光束形状设置:设置光束的不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。能量探测器:检测并反馈光束照射是否正常,以便给能量控制器进行调整。掩模版:在内部刻着线路设计图的玻璃板,一块就要数十万美元。掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。物镜:物镜由20多块镜片组成,主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小,最后通过激光映射在硅片上,物镜还需要补偿各种光学误差,技术难度非常大。目前ASML采用的是蔡司纯手工打造的镜头, 6 名顶级技工一年只能磨出 10 套 i 线光刻镜头。硅片:用硅晶切割打磨后制成的晶圆片。硅片有多种尺寸,尺寸越大,产率越高。内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。我国最先进的光刻机在什么水平
  目前我国量产的光刻机是90nm工艺由上海微电子生产的,和ASML的5nm光刻机距离相差很大,虽然14nm的光刻机已经在中芯国际使用,但是成品率较低。会导致成本价格升高,毕竟一片晶圆可是将近要8000美元呢。总计一下
  做光刻机的生产和研发上,如果光是一个国家的努力,可能会比较艰难,花费的人力和财力也是巨大的,只有世界各个国家的配合,才能生产出顶尖的光刻机,而想要买到这些配件,就必须要突破美国的封锁,和美国干一仗。
  根据最新消息,28纳米光刻机关键系统已经攻破,整机今年就能出,量产要到明后年。光源已经解决,光路系统已经过关,双工台已经完成,就等整机。28纳米光刻机就能生产7纳米以上的芯片。
  90纳米光刻机可以生产65纳米到90纳米级别芯片。65纳米光刻机可以生产28纳米到65纳米级别芯片。28纳米光刻机可以生产7纳米到28纳米级别芯片。极紫外光刻机可以生产7纳米以下芯片。
  28纳米光刻机整机量产后,我们跟最先进的极紫外光刻机差距在五年左右。极紫外光源正在公关,原型已出,能量不如ASML(极紫外光源是美国和日本的,ASML负责调教)。其他系统都有相应团队在努力。28纳米顺利量产后,我们压力会小很多,世界上能够量产28纳米光刻机整机的现在就两个国家,荷兰和日本,我们成功后,能够排到第二梯队,已经能够满足大部分应用场景。
  我们光刻机关键部件的研发进度都有公开资料,有兴趣的可以自行查证。
  http://www.pudong.gov.cn/shpd/department/20201123/019008001_a6c299f4-aa7d-49db-8d05-c703fab55739.htm
  一台EUV光刻机1个多亿,ASML一个季度能卖60多台,利润在107%,可是ASML依然不赚钱。这东西有钱都解决不了,难度不亚于"两弹一星",是全世界顶尖技术的结晶。
  荷兰ASML首席技术官曾经来到上海对中芯国际联席CEO赵海军说过这么一句话:"差距大概是20年",而赵总也反思道:ASML有多牛都知道,关键是别人已经不做这个领域,但依然在坚持做下去。
  阿斯麦EUV光刻机顶尖的光刻机,核心部件很花钱
  一辆汽车大概是5000个零件,世界上最先进的光刻机上有10w个零件,就安装都要花上好几个月。
  有人这样形容光刻机:这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。
  光刻机上辅助核心部件:
  测量台、曝光台、光束矫正器、光束形状设置器、遮光器、内部封闭框架、减振器。
  其它的不知道,也并非行业从业人员,据说光刻机上的工作台上的某个托盘上的弹簧,只能一个人一次性不停地去操作安装,装一个要18个小时,休息3天,而这个工作岗位的年薪差不多100万。
  光刻机最主要的核心部件有:
  能量控制器、能量探测器、掩模板、掩膜台、 物镜。
  就一块掩模板,其内部是刻有线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。而普通光刻机的物镜是透镜,高端光刻机的物镜是反射镜,目前荷兰ASML的镜头都是采用了德国蔡司镜头。
  光刻机镜头
  ASML整整做了10年之后,才开始从EUV光刻机上开始赚钱
  EUV光源,并不是ASML自己做出来的,而是来自美国公司Cymer。
  光刻机的"激光光源"不是光刻用光,而是由准分子激光激发的锡或氙等离子体发射,使其释放出13.5nm的辐射的极紫外光系统,这个过程每秒发生5万次,实现尺寸低于 10 纳米的结构制造。目前Cymer也被ASML收购,相互成全。
  就这么个东西,当年,ASML在研制EUV光刻机时,因为光刻机烧钱就像烧钱,几次做不下去了想放弃,如果不是三星,英特尔、台积电纷纷拿几十亿美元出来支援,这才有了现在 7nm 的光刻机。
  就拿工资来说,ASML公司有16000多名员工,这里面有6000多人是研发人员,从我国的北京大学官网发布的校园招聘信息可以知道,一名博士年薪:28-35万一年,硕士:20-25万/年。荷兰人的人均工资是2万元,中国的人均工资在4000元,换算过来,发工资都得90亿。
  可以看得出来,ASML能制造一台EUV光刻机,背后是整个西方国家的支援,无论是技术还是钱。从另一方面说,光刻机也是人类技术皇冠上的明珠,
  但是,一台EUV光刻机售价高达 1.6亿美元,一年也只能生产几百台,占世界80%的全球市场份额,人家依然还在喊不赚钱。而且,光刻机并不是做出来就可以投入生产赚钱的。
  可想而知,光刻机关键是能不能亏得起。顶尖的光刻机,市场需求并不大
  我们知道,根据著名的"摩尔定律":集成电路的晶体管数量每隔 18 个月左右增加一倍。导致半导体结构的尺寸越来越接近原子级,这才有了光刻机的出现,目的是为了实现 1 平方毫米装下 1 亿晶体管的集成密度。
  光刻机的工作原理就是把"紫外线"当刻刀,在晶圆表面进行雕刻,最先进的 EUV 光刻机可以做到的"雕刻精度"是7nm,这相当于一根头发的万分之一。
  但是,我们国家对于先进的光刻机,其实一直是持续坚持。原因有二个方面:
  一、先进光刻机的赚钱能力并不是特别突出。
  中芯国际买了一台EUV,目前也只是用作科研,每年要撒大把的钱下去维护保养,并没有用来生产高精尖的芯片。
  因为,军事芯片很少用最先进的逻辑芯片,航天航空、国家安全等,也不需要太高的纳米制程工艺,所以这东西有军备竞赛关系不大。
  至于面向消费的电子产品行业,目前主要用的都是28nm以下的芯片制程,在网上卢克文说,也就是今年或者明年,国内28nm的光刻机将会面世,不知消息是否可靠,我们拭目以待。
  也就是说,用于主流市场的光刻机,中国有28nm就够用了,至于7nm,5nm,3nm,国家对于顶尖光刻机的研发制造并没有那么像"两弹一星"那样火烧眉毛、迫在眉睫。只需持续投入,依靠国内市场经济,和目前国内的人才实力,以20年为周期,还是能够慢慢实现顶尖光刻机的制造。
  二、产业链连带能力不足
  光刻机技术是难题,但是产业链的连带能力不足也是国内目前要攻克的难关,因为我们的工业基础太薄弱。无论是工艺、装备、材料、设计我国涉及到整个行业的提升,毕竟我国是一个团结的内需国家。
  例如在检测设备领域,国内产业在该领域的发展几乎空白;在半导体材料方面,我国光刻胶、掩膜版、大硅片产品几乎都要依赖进口;在装备领域,世界舞台上几乎看不到中国装备的身影。
  也就是说,就算我们有先进光刻机的设计图纸,给我们工具人,我们一样造不出来。这就和我们做菜一样,给你一盘样菜,食材都准备好,你也炒不出一个味。
  而且就算你造一个一模一样的出来了,很可能还会面临着专利侵权。这个东西不是手机,不是战斗机,更不是航母,仿造一个别人告不了你,光刻机用的一个原理,光是赔专利费都可以赔到倾家荡产,加上现在美霸权的技术封锁。
  所以,我们只能是技术革新,好在,中国想到了法子。高端光刻机不再必需
  清华大学的科研团队发现了一种新光源,明显优于现有EUV光刻机所用的光源,同时,中国科研团队传来喜讯,新型光量子芯片问世。
  中国科研人员在《科学进展》发文称:集国防科技大学、军事科学院、中山大学、北京量子信息科学研究院等中国科研机构的研究人员与多国科研人员合作,采用硅基集成光学技术,设计并研发出这款新型可编程光量子计算芯片,能够实现多粒子量子漫步的完全可编程动态模拟。
  新型光量子芯片技术采用微纳加工工艺,在单个芯片上集成大量光量子器件,用以实现光量子计算机大规模应用的有效途径。和光刻机一样,都是一种应用于未来的芯片科技技术。
  这种芯片一旦进入商用,7nm,5nm等工艺的研究将失去意义,高端EUV光刻机也将掉下神话,我们也会告别卡脖子的境况。那花大量的人力,物力,财力还去研发高端EUV光刻机有什么意义了。
  自力、更生、奋发、图强,这八个字对中国人来说,是深深地刻印在血液里。中国从来不把外国当做对手,对手从来都是自己,证明自己有实力开发出高端EUV光刻机,证明中国人站起来了。这才是意义。造一台先进的光刻机要多少年?
  对于中国要多少年造一台高端EUV光刻机在我看来,就是一个伪命题。
  因为,荷兰人也是人,这东西都是人做出来的,而中国人是全世界最聪明的人。物理定律在荷兰和中国也是一样的,荷兰固然牛,但他们靠的是背后的力量,而我们从来都是靠自己站起来的。
  我不是口嗨,有新型光量子芯片技术,高端EUV光刻机只是一个非必要的时间问题。
  原因如下:
  一、中国比荷兰富裕得多。
  中国经济是荷兰的17倍,韩国的9倍。
  二、中国的芯片制造够用。
  上海微电子装备公司(SMEE),做到了90nm,这90nm的制程经足够驱动基础工业和商用。就算美霸权要求全世界所有光刻机对我们停机,中国仍然有芯片可用。更何况我们有一台28nm的光刻机将投入商业。
  三、中国是科技强国。
  中国专利申请量相当于美国、日本和欧盟前五大国家专利申请量的总和,也是研究成果最多的国家,同时,中国在科技投入上也是世界第二。
  四、中国是创新强国
  中国有11所大学进入百强,拥有超过1000家人工智能公司,仅次于美国,位居世界第二。北京有大约400个这样的公司,是世界上人工智能公司最密集的城市。中国有149家独角兽企业,在全球估值最高的100家独角兽企业中,有31家来自中国。占全球总数的40%。
  综合以上因素,中国想要研发一台全球先进的光刻机,也许是10年,也许是5年,也许更短。
  写在最后:
  研制出一台高端的光刻机,并不是一蹴而就的,需要的是不断探索的技术,需要下决心做好亏钱的准备,需要各行各业的人才能够团结一心,更需要我们普通人能够不要光喊爱国的空话,而是从基础做起,做好自己的事,拉小和他国的差距,实现科技强国的梦。
  引用求伯君做出国人引以为傲的WPS时说的一句话:"中国人不能没有自己的衣服,也不能没有自己的软件。"
  要知道,创新比追赶容易得多,也更能赢得尊重。
  按照我国目前技术,造世界先进光刻机,快者几个月,慢者几年,决不会是二十几年。
  科学技术就是一张纸,一旦突破或许就是一夜之间,荷兰阿斯麦本身就是弯道超车楷模。
  上海微电子早已量产90nm光刻机,28nm光刻机已研制成功,并投入14nm研发,上海微电子光刻机世界第四,中国不是白手起家。
  特朗普贸易战,特朗普高科技战,打响了芯片研发、光刻机研发、光刻胶研发的冲锋号,中科院、上海微电子、中芯国际……全面投入研发,光刻机一定能研制成功,一定能很快研制成功。
  极紫外光刻机几大件,目前单独拿出来都有了。问题是组合到一起,做最先进的,我们的技术成熟成度就不成了。
  我国目前最好的是2018年11月29日,国家重大科研装备研制项目"超分辨光刻装备研制"通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,还可用于制造10纳米级别的芯片。
  这台设备所使用的光源、工作台、光栅、透镜等等与最先进的光刻机区别没有那么大。尤其是光源、光栅、透镜这些国内在这两年准备组织攻坚先进极紫外光刻机时已经有所准备,因此有些公知说的差多少都是讲故事的事。
  那么我们主要问题出在哪,那就是误差调教这个须要磨时间积累经验才能解决的问题,毕竟纳米级的误差随便一个振动都会大大超过更别提温度湿度变化之类的。接下来也就是花几年时间把工作台调教的更好,使误差累积不断降低。这一块没有捷径,都是通过实践一点点磨,想快几乎没可能,除非发现更先进的技术路径。
  很多所谓最先进的设备,也没有传说中那么神,只是我们一直以来的侥幸心理,没有注重长期的跟进研发,导致经验积累严重不足,尤其是一些现有高端领域,很多即使有些零件比人家好,整体上也存在差距。比如ws10,开始尽管材料和整体工艺都比三姨夫强,就是调教不出来比三姨夫好的发动机,可是十多年后的现在,在一些小的方面补强,加上装配工艺经验技术越来越熟练规范,性能已经能够轻松碾压三姨夫。
  euv光刻机工作误差要求比航空发动机精度要求还要高很多,所以这调教的积累难度也会高一些,按照目前国内进展情况,未来三五年内出来目前最先进水平的样机,是有很大机会的,但是产生批量还需要更长时间。如果没有突破性的工艺进步,还是以目前的传统技术路径追,那么成熟起来形成工业产品,最少也得五六年以上。
  中国目前可以制造光刻机的厂商是上海微电子 (SMEE), 也是当下国内唯一可以制造光刻机的厂商。上海微电子成立于2002年,而荷兰ASML成立于1984年,单是在光刻机研发起步时间就晚了20年。
  我国目前的光刻机水平如何
  我国目前光刻机的最高水平是上海微电子生产制造的的90nm光刻机,而世界顶尖的光刻机是ASML生产的7nm甚至是5nm EUV光刻机。相对来说,我国在光刻机制造领域与国际先进水平还有很大差距,高端光刻机几乎全部依赖进口。据国内媒体报道的消息,上海微电子预计将在2021年交付首台28nm的光刻机,差距正在逐渐缩小,上海微电子也正在全力追赶,这种顶尖光刻机的研发需要长期的技术积累,才能实现突破,绝不是一蹴而就。
  国产光刻机的研发最难在于无法获得零配件
  目前,国产光刻机的难题在于无法制造精密的零配件,ASML的光刻机也是由美国企业提供光源设备,德国蔡司提供光学设备,此外还有来自英特尔,台积电,三星,海力士等众多芯片巨头的资金和技术支持等。而目前制造高端光刻机所需要的一些零部件外国都是对我国进行技术封锁,我国又并不具备单独生产这些高端零部件的实力,这也是为什么我国光刻机长期停滞不前很难突破的重要原因。
  结语
  在光刻机制造领域,虽然我国跟ASML等顶尖企业还有很大的差距,但现在的中国已经不是一百年前的中国。目前,中国已经是全球最大的半导体市场,全球第二大经济体,有巨大的市场需求,还有大量的资金,人才也不少,当下,最需要的其实是时间。相信在不久的将来,我国可以制造出全球顶尖的光刻机,打破国外技术垄断!
  因为美国对华为全方面的打压,作为芯片制造方面的信息不断在网络上传播,中国的早些年的韬光隐晦现在已经开始慢慢的展露出自己实力的强大了,而且中国大有引领第四次工业革命的趋势,但这目前只是大趋势所在,目前来看在很多领域还是存在非常大的差距,而且在短时间内还无法完成突破,比较突出的大家都在议论的高端芯片制造技术,芯片制造技术的老大的当属于台积电,而且传出的各种信息对于华为还是相当的不利,华为公司为了应对这种危机已经从各方面展开了工作,同自己的竞争对手联发科甚至三星公司都在讨论合作的可能性,毕竟依照华为的销量体量,无论跟谁合作背后都是巨额的财富支撑。
  中国现在基本的 工业基础已经落位了,按照中国目前的发展速度用不了多长时间就能成为全球第一大经济体,这是中国自从鸦片战争以来取得的非常大的成绩,中国已经在悄悄的崛起了,让西方甚至美国都是没有想到的,在工业基础已经大范围建立的基础之上想要短时间完成对光刻机的攻克,也是极难的一件事情,而且在当前的形式下相关技术的封锁会越来越厉害,在这种形式下芯片制造工艺发展必然有一段时间的低谷期,从国家层面已经意识到这方面的缺陷,想要沿着别人的脚步去追赶无疑是死路一条,想要真正意义上突破只能采取创新的模式,国家已经通过芯片基金会给中心国家注资100多个亿加大在芯片制造方面的投入。
  看中国这些年来的发展史其实就是突破西方国家封锁的历史,很多技术在初期需要相当高的授权费用才能拿到,关键的技术直接对其封锁在起步阶段也是利用和自己关系比较好的国家拿到样品进行研究,然后在掌握了基本的原理之后开始按照自己的思路去设计,中国的高铁就是一个典型的案例,在最初没人看好中国能在高铁领域取得突破,但中国有自身的优势强大的内需市场能够让企业有足够的时间去测试探索,经过多年的实践和摸索终于在高铁上有了实质性的突破,并且掌握到了关键的核心技术。
  同样在半导体行业中国的内需一样非常的庞大,如果是国外封锁到极限情况下还能通过内需来拉动产业的发展,如果美国突然对华为公司全面的封锁,也不至于把华为公司一棍子打死,华为还有国内这个强大的市场支撑,即使暂时用不了高端的芯片制造工艺在短时间内先用中端的工艺帮助华为公司熬过最艰难的日子,这种极限的假设在国内还是能够行得通,而且如果真的是这种场景发生了还会从另外一个层面助推了国内芯片制造技术的快速发展,辛勤的中国人有内在自强不息的基因存在,而且已经有很多有识之士在呼吁不要被国外的所谓的种族优越论引导,中国人自从老祖宗开始就有优良的基因继承,只需要按照这种态势发展下去中国拥有属于自己自主产权的光刻机技术只是时间问题,不要只是强调有多少困难,按照中国当前的工业基础总比当初赤手空拳在朝鲜战场上对抗16国的联军要容易的多。
  越是极限的条件越是能够迸发中国人的强大的抗争精神,越是容易让缺失的产业在短时间内完成突破,按照中国的速度顶多10年的时间这些所谓的尖端科技都会在国产量产,在遇到困难的时候只是强调有多大的困难已经意义不大,就是拿出实际的行动先从培养相关的技术人才出发,最近国家出台的让教师的工资不低于公务员就是一个非常好的信号,有了相关人才的储备依靠强大的中国市场是具备突破先进技术的先决条件的,越是这个时候要有民族自信,只能依靠自己的力量,希望能帮到你。

地球气候飘忽不定,无论进入温室期或大冰期,人类都将面临危险近两年,全球各国不仅受到了新冠疫情的摧残,还因为极端天气暴风暴雨高温低温等气候受灾严重。因为极端天气频繁加剧,人们严重怀疑是全球变暖所产生的影响,因此,各国开始向民众呼吁降低碳排放受话器外置是什么助听器?效果跟其他机器区别有哪些?受话器外置助听器外形隐蔽小巧美观高频增强减少堵耳效应,佩戴更舒适平滑的频率响应,音质更自然良好的反馈抑制,摆脱恼人的啸叫。助听器产品分好多系列,受话器外置的和普通耳背机的区别是,受科技进步给人类生活带来的10个巨大变化一科技改变教育科技改变了教育的方式和学习方法。我们在过去不可能如此迅速灵活地获得数据信息和知识。学校离家很远,我们学到的东西在某些方面也很无趣。但是今天因为技术的原因,有了网上学校Windows11正式推出符合资格电脑可下载升级Microsoft正式推出Windows11作业系统,并且开放给符合资格的电脑免费下载和升级。跟绝大部分系统更新一样,目前Windows10装置未必会即时弹出升级通知,不过用户还是6G专利申请榜出炉!中国排名让国人激动,美国人却怎么都高兴不了如今我们已经进入到5G时代,这使得各国的数据传输速度进一步加快,对各行各业的发展都起到了积极的推动作用。原以为,5G进入商用之后会持续很长一段时间,但没想到的是,6G技术的发展也已今年冰雹频发,果贱伤农,老百姓都准备砍果树种粮食,你怎么看?不管种什么,也不能再管果园了,伤透了心了流泪流泪流泪管了近二十年的果园,总体算下来,挣钱的年景少,赔钱的年景多。先不说农业是人种天收,有时候你不服不行,辛辛苦苦忙活一年来,各种投资开发外贸订单的方式方法有哪些?开发外贸订单的方式方法和途径主要分为三种线下线上和数据,请听20年外贸老牛呕血给你干货分享。接单的前提是要有自己的客户资源,意思就是说需要开发客户。那如何从0到1精准开发高质量的外美国那么发达,为何还有那么多人无家可归呢?美国发达是假象,光说现在美国债务就达近30万亿美金,人口三亿左右这个债台是惊人的,是无法尚还的,我认为美国已是一个破产国家。美国发达是靠霸凌,战争略夺,财富是抢来的,使作佣者是美国日本机床出口全世界,西方光刻机搞垄断,中国哪些大国重器领先?中国这几十年科技发展速度非常快,在许多领域都取得了瞩目的成就,加上我们又是世界第二大经济体,世界上唯一一个最完整工业体系的国家,世界第一大制造业工厂,很多军用民用科技产品直追发达国路由器开启双频合一好吗?关于无线路由器双频问题,其实是一个非常重要的问题,但是很多普通用户却根本不了解,毕竟涉及到特定的技术层面的问题,并不是一定是每个人都感兴趣的。一什么是双频无线路由器的双频WiFi,行情小米Civi定位成了?卢伟冰购买女性用户占比超60日前发布的小米Civi作为小米旗下风格最独特的一款产品,某种程度来说可以算作对标OPPOReno6vivoS系列产品,昨日卢伟冰公布了一组小米Civi的首销数据,看起来应该是成了?
Linux之cal命令cal命令可以用来显示公历(阳历)日历。公历是现在国际通用的历法,又称格列历,通称阳历。阳历又名太阳历,系以地球绕行太阳一周为一年,为西方各国所通用,故又名西历。命令格式cal参数Linux之iostat命令Linux系统中的iostat是IOstatistics(输入输出统计)的缩写,iostat工具将对系统的磁盘操作活动进行监视。它的特点是汇报磁盘活动统计情况,同时也会汇报出CPULinux之grep命令grep(globalsearchregularexpression(RE)andprintouttheline,全面搜索正则表达式并把行打印出来)是一种强大的文本搜索工具,它能使Linux之kill命令Linux中的kill命令用来终止指定的进程(terminateaprocess)的运行,是Linux下进程管理的常用命令。通常,终止一个前台进程可以使用CtrlC键,但是,对于一Linux之crontab命令通过crontab命令,我们可以在固定的间隔时间执行指定的系统指令或shellscript脚本。时间间隔的单位可以是分钟小时日月周及以上的任意组合。这个命令非常适合周期性的日志分析Linux之vmstat命令vmstat是VirtualMeomoryStatistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存进程CPU活动进行监控。他是对系统的整体情况进行统计,不足之处是无法对某Linux之watch命令可以将命令的输出结果输出到标准输出设备,多用于周期性执行命令定时执行命令,watch命令以周期性的方式执行给定的指令,指令输出以全屏方式显示。watch是一个非常实用的命令,基本所中兴Axon30双旗舰齐发,影像是亮点,最高1TB版本售价6666中兴手机在4月15日晚上7点召开发布会,正式发布主打旗舰Axon30系列,因为此前已经发布了30S系列,所以这次带来的机型为Axon30Pro和Axon30Ultra。在中兴Axo从外媒推荐榜单看,上榜的苹果三星和一加,旗下哪款机型最值得买今天是五一假期的第一天,有人喜欢出外游玩,也有人愿意宅在家里玩游戏追剧,还有人想趁着难得的假期换一部好用的手机。经历三月和四月的新机热潮,各种新机让大部分朋友都感觉眼花缭乱,不知道首批用户口碑出炉,一加9R被评为3K价位段最值得入手机型经过三月和四月的集中发布,手机行业当前上市的新机多得有些让人眼花缭乱。不少想要换机的朋友,又遇到了不知道怎么选的难题。想要解决这个难题,最直接的方法之一,莫过于看网友口碑和大V点评搜集游戏玩家们的真实体验!五一假期打游戏最好的手机终于现身了五一假期已经过半,很多朋友在出外游玩之后,这两天都选择宅在家里休憩娱乐。和朋友游戏开黑无疑是主要的娱乐方式之一,但是遇到X队友屡屡掉分,很容易让人抓狂。真的是队友实力不济吗?不一定