為什么有些人還說中國(guó)芯片業(yè)依舊前路艱辛?
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如果說蝕刻機(jī)我們達(dá)到了世界先進(jìn)水平,進(jìn)入了大學(xué)學(xué)堂;那么,光刻機(jī)可能還是小學(xué)生。而
ASML就像一座大山,將光刻機(jī)進(jìn)行了壟斷,甚至于我們想進(jìn)口一臺(tái),都困難重重。為了更清晰的將芯片、光刻機(jī)、蝕刻機(jī)說清楚,我們先解釋下,芯片到底是怎么生產(chǎn)的?
有客戶對(duì)芯片有要求,芯片公司(高通、三星、華為等)開始芯片的設(shè)計(jì),將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)好后,交給臺(tái)積電等芯片制造企業(yè)進(jìn)行晶圓制造、經(jīng)過晶圓測(cè)試、芯片封裝測(cè)試到最后的芯片組裝,交付給客戶。
我們看似很簡(jiǎn)單的步驟,實(shí)際上并不簡(jiǎn)單,就拿設(shè)計(jì)來說,一些企業(yè)設(shè)計(jì)很多版本后,結(jié)果在流片的時(shí)候出去問題。在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域,目前華為為代表的中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司已經(jīng)離世界先進(jìn)的企業(yè)不遠(yuǎn),甚至在某些方面不遜色高通等老牌芯片設(shè)計(jì)公司。
我們現(xiàn)在要說的主要是我國(guó)現(xiàn)在缺乏的——芯片的制造過程。
晶圓(硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片)——一般會(huì)通過晶圓切片機(jī)將硅晶棒切割成我們所需要的晶圓——在晶圓上必須涂抹感光材料,一方面使用光刻機(jī)將電路的結(jié)構(gòu)(設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu))刻印在晶圓上,用水將曝光的部分沖洗掉后,在晶圓的表面會(huì)暴露出負(fù)載的電路,并且使用刻蝕機(jī)將暴露出來的硅片的部分刻蝕掉——使用刻蝕機(jī)刻蝕出N阱和P阱,并注入離子,形成PN結(jié)——晶圓測(cè)試、封裝得出芯片。
我們?cè)诿枋鲋校岬搅斯饪虣C(jī)和蝕刻機(jī),我前文提到蝕刻機(jī),我們中國(guó)已經(jīng)是大學(xué)生了,從2007年推出了介質(zhì)刻蝕機(jī),到65-45nm的介質(zhì)刻蝕機(jī)、32-22nm的介質(zhì)刻蝕機(jī)、22-14nm的介質(zhì)刻蝕機(jī),中微半導(dǎo)體確實(shí)在刻蝕機(jī)方面一直處于前列。在2018年的時(shí)候,中微半導(dǎo)體宣布5nm等離子體刻蝕機(jī)已經(jīng)獲得了認(rèn)可,并且有可能會(huì)用于全球首條5nm制程生產(chǎn)線。
如果說在刻蝕機(jī)上,我們一直是大學(xué)生的話,那么在光刻機(jī)上,卻一直是小學(xué)生。我們熟知的上海微電子,制程工藝為90nm,已經(jīng)是我國(guó)的最高水平了,比如SSX600系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)可滿足IC前道制造90nm光刻工藝需求,然而你要知道目前的ASML的主流是即將在麒麟990、A13上使用的7nm+EUV工藝,甚至于在2020年將會(huì)使用極紫光外光的5納米,而且它還規(guī)劃延伸至1.5納米工藝的光刻機(jī)。
90nm比之7nm,這種距離確實(shí)是目前很難跨越的鴻溝。《瓦森納協(xié)定》的存在,極大限制了我國(guó)光刻機(jī)的發(fā)展,自然像ASML這樣企業(yè)一般很難復(fù)制,它是集合眾多的企業(yè),包括三星、英特爾、臺(tái)積電等等企業(yè)的最先進(jìn)技術(shù),而我們所謂的前路艱辛除了技術(shù),也在于人上!優(yōu)秀技術(shù)嫻熟的設(shè)計(jì)人員、技術(shù)人才相對(duì)比較缺乏,這都是制約因素。
好在,我們也不用覺得沒有希望,上海微電子是其一、而中科院的表面等離子體光刻技術(shù),很可能另辟蹊徑,繞過國(guó)外相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘,實(shí)現(xiàn)全新的光刻技術(shù),雖然這條路漫長(zhǎng)且困難,可是正因?yàn)槲覀儧]有太大的成績(jī),所以我們不懼怕失敗!