它被譽為「芯片產業皇冠上的明珠」,制造芯片不可或缺的設備,也是我國迫切需要的設備,這就是光刻機!其實我國50多年前就展開了對光刻機的研發工作,但由于為了追求經濟快速發展,快速搶占市場,許多企業走出了「貿工技」路線,先做生意,后做技術。到頭來許多企業只顧生意,沒了技術。這讓西方在光刻機、芯片制造領域筑起了森嚴的技術壁壘!
隨著中西「科技戰」打響,老美對國產半導體行業層層加碼,我國也開始大力扶持國內芯片行業,所以這兩年每隔一段時間就會傳出關于國產光刻機的捷報。
國產光刻機技術獲突破
這段時間,光刻機市場迎來了新動向, 哈工大儀器學院胡鵬程教授團隊研制出了 「高速超精密激光干涉儀」,并且獲得首屆金燧獎」中國光電儀器品牌榜金獎。據悉,該激光干涉儀可用于350nm到28nm工藝的光刻機樣機集成研制和性能測試。
光刻機核心系統主要包括物鏡、光源和雙工件台,在物鏡、雙工件台方面,我國已取得了重大突破,尤其是華卓精科的雙工件台,已經達到了ASML的高端光刻機的標準,但在光源還需要進一步突破,比如某電子光刻機遲遲沒有交付,業內傳出消息,就是在光源方面被卡住了脖子,目前正在與國內激光企業共同解決!所以光源的突破也被許多人認為是國產光刻機的最后一款拼圖!
此事引起了不少網友的點贊,還有各路媒體的自嗨,認為既然能有28nm的精度,多次曝光后可以實現7nm工藝芯片的量產!真是如此嗎?
專家:認清現實
其實國內企業通過不同方式解決高端芯片生產被卡脖子的問題,并沒有錯,但目前許多技術還處于「實驗室」階段,從實驗室走到市場,從小范圍走向大范圍,讓科技成果轉化為經濟成果,確實需要一個過程。
近期,中科院副院長,中國半導體研究所研究員聯合發表了一篇名為 《加強半導體基礎能力建設,點亮半導體自立自強發展的「燈塔」》的文章,文章指出,國內許多人認為,中企可以通過購買西方企業在EDA等方面的研究成果,沒有半導體基礎也可以快速發展半導體產業。但如今老美在多領域開始斷供,猶如擰滅了「燈塔」,我們進入「黑暗森林」!
這里并不是指「我們都是帶著槍的獵人」,而是四處無光,找不到方向!眾所周知,芯片產業鏈并不只有光刻機這麼一種設備。設計方面有芯片架構、EDA工具;制造方面有光刻、蝕刻、蝕刻等各種設備;材料方面又包含了大量的化學試劑、惰性氣體、掩膜版等。尤其是半導體基礎物理領域,我們還面臨著「技術匱乏」的局面。舉個簡單的例子,晶體管技術。
目前高端芯片的生產,絕大多數用的是FinFET晶體管技術,也叫鰭式場效應晶體管,發明該技術的人叫胡正明,出生于中國北京,目前是美籍華人,加州大學伯克利分校杰出講座教授。而FinFET又有上萬件技術專利,其中很大一部分核心專利是半導體物理基礎研究得出來的成果。最新的GAA晶體管技術領域,三星有著21%左右的專利占比,台積電專利占比有32%左右。即便是用于生產芯片的12英寸硅晶圓,我國絕大多數還是依賴進口。
也就是說,在半導體領域,我們并沒有扎好根,基礎并不牢固!想要在短時間內超車,趕上甚至超越西方發達國家數十年的技術積累,并不容易!2021年北大國發院名譽院長林毅夫在中國企業未來發展論壇上表示:「不賣給中國光刻機,大概3年后中國就能掌握!眼看三年時間快過完了,現實卻依舊很殘酷。
核心技術需要一步一個腳印
簡單來說,我國在關鍵領域所取得的突破是真,但制造7nm甚至5nm工藝芯片是假。但這并不意味著我們沒有機會,需要彌補半導體領域許多歷史舊賬,尤其是在物理基礎研究方面,這或許要通過行政手段,通過培養、引進、穩步一批長期從事半導體物理研究的人才,推動「產學研」深度融合,建立有效的科技成果收益分享機制,讓科研成果有市場,科研人員有回報。讓人感到欣慰的是,其實在這方面,國資委已經開始出手了!
在半導體領域,為避免下一個時代重蹈傳統芯片時代覆轍,一方面不妨從基礎的Krf、L線光刻機入手,真正吃透芯片制造、晶體管技術;另一方面著手下一代半導體制造技術,材料和相關設備。
行業內有這樣一句話,集成電路從來沒有「彎道超車」,想要實現5nm,必須吃透7nm、6nm等更成熟的工藝!想要縮小與西方企業的差距、打破技術壁壘,就得深耕,沒有捷徑!