拋棄EUV光刻機?ASML始料未及,一切都來得如此之快

過人君 2022/12/21 檢舉 我要評論

自從「瓦納森協定」的簽訂,眾多美企和其他國外半導體企業都受到技術限制的影響,無法對我國自由出貨。

​作為全球的光刻設備制作龍頭——ASML亦是如此。ASML雖然是荷蘭企業,但它的光刻設備制造有一部分用到了美方的技術和零部件,因此它的光刻設備也無法對我國自由出貨。

但對于目前「全球缺芯」的狀況來說,沒有光刻機的加持就等于芯片制造的產能無法增加,尤其是7nm以下的高制程芯片,要制造出來幾乎是無EUV光刻機不可。

按理說,對光刻設備需求的盛況空前,ASML的市場應該很好才是,地位也應該水漲船高,但ASML最近卻隱隱出現將被國際大環境拋棄的現象。

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​​按照傳統的芯片制造方式,芯片的制造應該是采用DUV(深紫外)光刻機,或是EUV(極紫外)光刻機來生產。尤其是目前EUV光刻機的制造技術更是由ASML所壟斷。在一定程度上來說,ASML幾乎是左右著眾多半導體企業的命運。

掌握著如此巨大優勢的ASML為何會淪落到這地步呢?主要有三點。

由于「芯片規則」被修改,很多企業無法采購到最先進的EUV光刻設備。這也就導致眾多企業意識到光刻設備自研的重要性,紛紛開啟了光刻設備自研和新的芯片制造技術的研發。

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​​中國自研光刻設備和新的封裝工藝

首先,我國早早地就開啟了光刻設備的研發。在中科院的帶領下,國望光學聯合長春國科研發出28nm節點ArF浸沒式光刻曝光學系統,和高NA浸沒光學系統的關鍵技術,這標志著我國實現完全擁有自主知識產權的高端光刻機曝光光學系統。

在2022年3月23日,根據北京市公共資源交易服務平台發布的消息,國望光學光刻機曝光系統生產基地項目正在進行招標,目前招標候選企業有三家。

​​該項目的研發生產基地由北京國望光學建設, 經營研發核心團隊成員來自長春國科精密。基地將用來進行超精密光學產業技術的研發與生產。

后期將慢慢實現高端精密光學儀器與裝備的批量生產,建立起更完善的大規模 IC 制造投影光刻機曝光光學系統。使我國的IC 制造投影光刻機曝光光學系統,以及高端精密光學裝備的產業化問題得到根本​上的​解決。

上海微電子也已經研發出首台 2.5D / 3D 先進封裝光刻機,在今年2 月 7 日已經正式交付給顧客。

​​華為也已經研發出新的芯片堆疊技術,并申請了相應的芯片堆疊封裝設備專利。未來將采取用面積換取性能的方式,用堆疊芯片替代麒麟芯片,提高產品競爭力。

台積電更是研發出新的3D封裝工藝,目前已經可能實現最高5nm制程的量產。

此外,國際上眾多企業也開始了光刻機和先進工藝的自研

在俄羅斯的芯片市場遭到「斷供」之后,就宣布了要自研光刻機的消息,初期投入為6.7億盧布(折合人民幣約為5100萬)。目前MIET(莫斯科電子技術學院 )已經接下了該項目。

與ASML的EUV光刻機原理不同,俄羅斯是基于同步加速器或等離子體源原理研發的無掩模X射線光刻機。

​​俄羅斯的無掩模X射線光刻機將用于28nm到16nm及以下制程芯片的生產。

鎧俠也已經和佳能以及DNP合作,研發NIL(納米壓印微影技術)的量產技術。NIL的微影制程較為單純,耗電量比起EUV生產方式低了10%,耗能更少,設備投資降低至40%。

通過NIL技術已經能夠實現15nm制程的量產,預計2025年突破更低制程的量產,電路精細程度最高可達5nm。

三星也首發GAA晶體管工藝,目前已經在進行3nm制程的試產。

小芯片聯盟的成立

為了擺脫對ASML光刻設備的依賴,但自研出EUV光刻機又是不可能完成的任務,很多企業都開始自研新的芯片封裝技術。

除了華為的芯片堆疊和台積電的3D封裝工藝之外,蘋果公司更是研發出「膠水粘合大法」,基于台積電的5nm工藝將兩枚MAmax芯片簡單粗暴地拼合在一起,封裝出M1 Ultra芯片,連號稱最強芯片的A15都無法與其匹敵,性能比A15還要高出50%。

在台積電和英特爾的牽頭下,微軟、高通、AMD、Arm、谷歌云、Meta、三星共同成立了「小芯片聯盟」。

​​該聯盟將制定出一套共同的標準,讓各家自研的「小芯片」能夠實現更高程度的兼容性,允許不同的商家能夠將芯片進行混搭,讓不同的小芯片之間能夠進行互通。

如果沒有統一的標準,各家自研的小芯片沒有統一的尺寸和性能標準,在后續的量產和推出中,就很難進行適配,小芯片聯盟的成立也表示國際上對于先進封裝技術的認可。

結論

從這些都可以看出,國際上眾多企業都在逐步降低對ASML光刻機的依賴性。雖然目前還不可能,但在不久之后,ASML很可能慢慢被市場所拋棄。

對于ASML的光刻機正在慢慢被市場所拋棄,大家有什麼看法呢? 


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