摩爾定律再續(xù)10年?ASML新一代EUV開造!這家巨頭搶先!
ASML,EUV光刻機的“頂峰”。
光刻機之大,技術之尖端,復刻難度之高,想必很多業(yè)內(nèi)人士都有所耳聞,這也是為何如今ASML屢屢被視作是歐美日等發(fā)達國家遏制中國半導體自主能力的標桿。盡管如今國內(nèi)在28nm光刻機領域已經(jīng)小有成果,但也是經(jīng)歷了很多年時間的積累,但ASML具備豐富的光刻機制造和設計經(jīng)驗,并非一朝一夕能被超越。
近日,據(jù)外媒最新報道稱,ASML也已經(jīng)開始制造新一代極紫外(EUV)光刻機,其每臺造價達到了1.5億美元,約合人民幣近9.7億元。這種幾乎每一兩年刷新的速度堪稱一絕,也充分體現(xiàn)了ASML強大的制霸光刻機市場的能力,據(jù)稱這臺機器有望讓芯片制造行業(yè)沿著摩爾定律至少再走上10年時間。
新一代極紫外光刻機大約有一輛公共汽車那么大,造價1.5億美元。整個機器包含10萬個部件和2公里長的電纜,據(jù)說像一臺公共汽車那么大。每臺機器發(fā)貨需要40個集裝箱、3架貨機或者20輛卡車。只有諸如臺積電、三星和Intel等少數(shù)公司能買得起這種機器。
Intel搶先!要力剛臺積電?
ASML造出的這款全球最先進EUV,造好的組件將于2021年底運往荷蘭維荷芬,然后在2022年初安裝到新一代極紫外光刻機的第一臺原型機中。盡管Intel、三星以及臺積電都有優(yōu)先采購權,但這款設備大概率可能會被Intel拿到。
畢竟,ASML方面已經(jīng)確定,新型EUV設備將優(yōu)先供應于美芯片巨頭英特爾,這可能有美方從中斡旋的結果。而一旦英特爾搶先拿到最先進的EUV光刻機,意味著臺積電在先進制程領域的地位將大打折扣。畢竟,新型EUV的精度是前所未有的,采用了最小化的紫外線波長,可以讓芯片的尺寸在未來幾年內(nèi)繼續(xù)縮小,以提高芯片的整體性能,極大的提升芯片廠商在先進制程領域的競爭力。
盡管過去,臺積電曾包攬了ASML大約70%的EUV產(chǎn)能,這是臺積電能夠成為代工“老大”的關鍵。但此次,隨著ASML逐漸將最核心最先進的技術資源逐步傾向于英特爾,恐怕將極大的削弱臺積電在先進制程領域的地位,市場地位也將隨之受到影響,全球半導體芯片制程爭霸將迎來新一波的改朝換代。
畢竟,從芯片制程近些年的競爭來看,英特爾雖然稍有落后于臺積電,頗有些“擠牙膏”的成分。但從晶體管密度以及相關技術布局方面對比,事實上要追平臺積電并不是什么難題。而這次,可能迫于美國政府的壓力之下,ASML乖乖的將最先進的設備讓與英特爾,無疑對英特爾先進制程技術是“雪中送炭”,可見臺積電今后面臨的困難和挑戰(zhàn)將越來越大。
今年七月底,英特爾CEO也曾對外清晰的闡釋了英特爾先進制程的發(fā)展路線,并相信英特爾將在未來幾年再度走上業(yè)界首屈一指的地位。Pat Gelsinger表示,“對于未來十年走向超越1納米節(jié)點的創(chuàng)新,英特爾有著一條清晰的路徑。在窮盡元素周期表之前,摩爾定律都不會失效,英特爾將持續(xù)利用硅的神奇力量不斷推進創(chuàng)新。英特爾在先進制程和封裝技術上的創(chuàng)新,將使其在2024年在制程性能水平上與同行齊頭并進,在2025年再度領先業(yè)界?!笨磥砼_積電的好日子真的不多了。
美或再度壟斷先進制程 國產(chǎn)替代怎么辦?
EUV是中國半導體產(chǎn)業(yè)幾十年的痛,這句話沿用至今依然十分貼切。盡管近些年,國產(chǎn)光刻機在28nm領域已經(jīng)小有成就,一些關鍵零部件已經(jīng)陸續(xù)就位,比如此前清華大學成功突破EUV光源技術,中科院攻克了雙工作臺技術難關,這意味著光刻機雙工作臺、光源和光學鏡頭三大核心組件已完成兩項技術突破。
此外,中科院高能物理所將承建安裝國內(nèi)首臺高能同步輻射光源設備的項目,據(jù)不久前披露的信息顯示,其安裝完成度已經(jīng)高達70%。此外,國內(nèi)中科科美研制的高端鍍膜裝置也已經(jīng)成功交付給上海微電子。上海微電子自主研發(fā)的28nm光刻機也已經(jīng)通過技術認證,今年年底即可交付下游企業(yè)生產(chǎn)28nm芯片。而上海微電子研制的28nm光刻機,可通過多重曝光等工藝技術,甚至可以制造14nm及更為先進的芯片。
這也是為何近期ASML頻頻對中國示好的原因,畢竟迫于后來者的壓力,也不想失去中國這一巨大的市場。但隨著此番優(yōu)質(zhì)資源逐漸偏向于英特爾,未來中國半導體在追求先進制程上可能將面臨更大的困難,畢竟英特爾是實打?qū)嵉拿绹?,與臺積電這類有一定本土屬性的企業(yè)還是有很大的區(qū)別。
不過,國內(nèi)在發(fā)展先進制程上,也不應急于求成,否則將可能陷入事倍功半的境地。此前,芯源微前道事業(yè)部總經(jīng)理謝永剛就曾在第四屆國際光刻技術研討會上給出了可供國內(nèi)其他半導體設備廠商參考的經(jīng)驗,他表示:“國內(nèi)半導體設備普遍起步晚、發(fā)展晚,因此需要經(jīng)歷相對漫長的探索過程,在探索的過程首先需要定位清晰,然后需要抓住合適的時機切入,最重要的是獲得客戶的認同感,這需要良好的工藝能力、設備的穩(wěn)定性、品質(zhì)控管體系以及值得信任的售后服務?!?/p>
對于中國半導體行業(yè)與其他先進國家的差距,中國光學學會秘書長、浙江大學教授、現(xiàn)代光學儀器國家重點實驗室主任劉旭教授也給出了自己的觀點:“一些器件的設計和制造,非常考驗基礎工業(yè)實力,很多時候基于同樣的原理,別人能做好,我們做不好,實質(zhì)上是我們?nèi)狈A的理解和對材料極限特性的理解?!?/p>
畢竟光刻機是一項涉及光源系統(tǒng)、掩模態(tài)系統(tǒng)、自動校準系統(tǒng)、調(diào)平調(diào)焦測量系統(tǒng)、框架減震系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、掩模傳輸系統(tǒng)、投影物鏡系統(tǒng)、硅片傳輸系統(tǒng)、工作臺系統(tǒng)、整機控制系統(tǒng)、整機軟件系統(tǒng)等各個高精尖系統(tǒng)技術的設備。當中的大多數(shù)零部件國內(nèi)幾乎都造不出來,這也與我國的工業(yè)基礎特別是先進工業(yè)基礎薄弱密切相關。因此,要真正在先進制程工藝上追平國際大廠,先要夯實自身的工業(yè)基礎才是上策。
