相当炸裂!国产光刻机技术又迎来史诗级突破

建花朵 2024-09-26 12:25:01

花朵财经观察出品

编辑丨铎子

2023年8月29日,华为静悄悄干了件大事,在没有任何宣发情况下,华为Mate 60 Pro突然开售。

紧接着,无论国内还是国外,不少人都在不约而同的忙着“拆机”。

美国彭博社联合全球著名半导体行业观察机构TechInsight拆解华为手机后得出结论:华为Mate 60 Pro中使用的麒麟9000S芯片,采用了先进的7nm芯片技术。

结论公布,不少人纷纷感慨,国产先进芯片有了,国产先进光刻机还会远吗?

果然,一年后,国产光刻机迎来惊喜。

芯片国产化

9月初,工信部签发了一份关于印发《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》的通知文件。

在集成电路生产装备目录下,氟化氪光刻机和氟化氩光刻机映入眼帘。其中,氟化氪光刻机分辨率≤110nm、套刻≤25nm;氟化氩光刻机分辨率≤65nm、套刻≤8nm。

文件公布后,国产光刻机研发进度再度走入公众视线,甚至有人把“套刻≤8nm”误认为8nm光刻机。那么,“美国威胁”突破了吗?

其实套刻精度通常指的是“多重曝光能达到的最高精度”,它代表的是每次曝光之间物理位移的最小误差。

比如,如果没有先进的光刻机一次性直接生产出7nm芯片,那么可以借助稍微落后的光刻机利用多重曝光技术,对开发后的光刻胶进行重复曝光,去除未曝光的部分,以刻出更小的晶体管。

不过当对硅片进行工艺处理结束后,更换掩模,接着进行重复曝光,多重曝光后掩模曝光的图形必须和第一层掩模曝光准确的套叠在一起,这多少就会存在“套刻误差”。

而利用多次曝光技术制造而出的芯片,也因此普遍存在芯片良品率较低,次品率较高,大大增加了芯片的制造成本。

对于被人划重点的氟化氩光刻机套刻≤8nm,也并不代表支持接近7nm芯片工艺的生产,仅仅是套刻值。

按套刻精度与量产工艺约1:3的关系,国产氟化氩光刻机套刻≤8nm,大概只是可以量产28nm工艺的芯片。

尽管只是28nm工艺的突破,且芯片良品率可能较低,但这一消息足以让大多数国人为之振奋,因为28nm已经能够满足芯片行业绝大多数应用场景。

当前,除最先进的CPU、GPU、AI芯片外,其余的工业级芯片大多采用的是28nm以上的工艺技术,包括家用电器、汽车、无人机、高铁、甚至军事装备等。

在全球芯片产业中,28nm及以上的成熟芯片占比在75%以上,而28nm以下的先进芯片只占约25%。

除光刻机外,在工信部本次公布的文件中,还显示出集成电路生产装备包括硅外延炉、湿法清洗机、氧化炉、涂胶显影机的工艺节点等于或优于28nm。

在美国制裁步步紧逼下,我国能够自主实现28nm芯片制程多个流程国产化,意味着我国芯片产业已经开始逐渐摆脱在28nm芯片对外国技术的依赖。

随着国产芯片的发力,不断替代进口芯片,我国芯片进口额正大幅下降,芯片进口额已从2021年的2.79万亿元下降到2023年的2.46万亿元。

另一方面,今年上半年,我国芯片累计产量达到2071.1亿颗,同比增长28.9%。如今,除高端芯片领域外,大部分中低端芯片均已实现国产化。

满血复活

过去,美国总是想方设法试图将我国科技产业扼杀在摇篮中,然而无数次历史证明,封锁与打压并不能阻挡我国科技的进步。

2019年,美国突然向华为发难,让华为接连无法使用任何含有美国技术的芯片设计软件和半导体制造设备,麒麟芯片一度成为“绝唱”。

受制裁影响,华为不仅“缺芯”严重,而且引以为傲的5G技术,也无法在华为手机上应用,华为手机销量一度从世界第二掉落至20名开外。

彼时,华为用一张二战时期的千疮百孔飞机图来形容自己,“没有伤痕累累,哪来皮糙肉厚,英雄自古多磨难。”

这架浑身弹孔累累的飞机,始终坚持飞行,终于安全返回。

危急关头,近20 万华为人始终坚持飞行,分秒必争。深夜,华为大楼依旧灯火阑珊。

四年后,华为扔下一枚重磅炸弹,麒麟芯片强势回归。半导体行业观察机构TechInsight副主席,大谈“令人惊叹”、“始料未及”。

外界的惊叹,源于美国不断加码野蛮制裁,华为竟还能冲出包围圈,满血复活。

关于先进的7nm芯片技术从何而来,也随之引起不少猜疑。华为对此很低调,始终没有透露关于芯片的任何技术细节。

但通常用于制造14-28nm的芯片,在改进工艺条件下可以制造7nm芯片的深紫外光刻机,随后开始走向出口收紧。

9月6日,荷兰政府在美国的游说之下宣布继续扩大半导体出口管制范围,要求阿斯麦公司在对外出口深紫外光刻机前须向荷兰政府申请相关许可。

此次荷兰半导体出口管制措施的升级,被指或将增加我国企业生产高端芯片的难度。

在科技发展的浩瀚星空中,我们却总是能一次又一次的给人惊喜。

9月10日,上海微电子公开了一项名为“极紫外辐射发生装置及光刻设备”的发明专利。

极紫外光刻技术是7nm及以下节点的主流光刻技术,这项技术的突破,标志着我国在攻克光刻机制造技术领域又迈出了重要的一步。

遥想当年,我国芯片产业缓慢发展期,面临层层封锁,台积电创始人张忠谋曾暗讽,“大陆举全国之力也造不出高端芯片。”

时任光刻机巨头荷兰阿斯麦总裁温宁克则公开表示,“就算给我们全套图纸,中国也造不出一台光刻机。”

他们句句如利箭穿心,而我们给出的答复是,“光刻机是人造的,并不是神造的,中国早晚会突破!”

事实证明,从古至今只要是狂妄的人,最后都会被打脸。

中国“芯”学潮

“完全孤立中国是没有希望的。如果我们不分享技术,他们就会自己去研究。”

在华为携Mate 60 Pro回归后,温宁克开始改口,“妄图孤立中国是没有希望的,我们太自以为是了”。

在他看来,“我国有14亿人,其中很多人都很聪明,会提出他们都还没想到的解决方案,试图通过禁止技术移民和出口管制等方式孤立中国,只会迫使我们变得非常创新,进而削弱西方自己。”

他见证了中国科技产业的快速崛起。

2018年,中国科学院院士王阳元在新时期中国集成电路产业论坛上提出,将微电子学提升为一级学科。

王阳元反复强调,“集成电路这一关键核心技术,我们必须掌握在自己手中,而人才紧缺是当前制约我国集成电路发展的最大障碍。”

他给出数据,到2030年,预计我国集成电路产业人才缺口为20-50万人。

随后,在美国封锁的步步紧逼下,加快培养集成电路产业工程型人才,开始陆续出现于各大高校。

复旦大学于2019年11月宣布,将率先于2020年建设“集成电路科学与工程”一级学科试点,启动博士研究生招生。

清华、北大、华中、中山等诸多国内顶级学府随后纷纷加入中国“芯”学潮,设立集成电路学院,专门解决相关人才短缺的难题。

2020年9月16日,时任中国科学院院士白春礼的发话更加直白:“在光刻机、高端芯片等方面,中科院将集结精锐力量组织系统攻关,有效解决一批卡脖子问题。”

集中力量办大事,总能出奇迹。

昔日,西方国家嘲笑,中国20年也搞不出原子弹。但在一众科研先辈们的努力下,短短几年时间,我国第一颗原子弹就在罗布泊爆炸成功。

正是坚持独立自主、自立自强,坚持把我国发展进步的命运牢牢掌握在自己手中,现在我们又看到了国产光刻机、芯片的步步突围,进口替代逐渐成为市场主流。

对于高度依赖中国市场的阿斯麦,则开始为紧随美国政策制裁中国的行为而“买单”。

自今年7月以来,阿斯麦的股价已从高点回落近25%,这或反映了市场对阿斯麦的未来增长前景趋于悲观。

瑞银将阿斯麦的股票评级从买入下调为中性,预计阿斯麦在2025-2030年每股收益年复合增长率为13%,低于2018-2025年的24%。

出口管制是阿斯麦遭遇“市场看空”的主要原因之一。据瑞银估算,2025年,阿斯麦在中国的收入将下降24%,2026年将下降11%。

荷兰经济事务大臣迪尔克.贝尔亚尔茨在访问华盛顿时则开始强调,中国作为贸易伙伴的重要性,并重申阿斯麦必须允许尽可能自由地开展业务。

曾经高傲的西方国家,面对中国“芯”的步步突围,此刻似乎急了!

(文章来源:花朵财经观察)

*本文基于公开资料撰写,仅作信息交流之用,不构成任何投资建议

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