高端光刻機為什么中國做不出來?
一些科幻片中總是會出現芯片的概念,那么芯片是什么呢?其實芯片就是一種集成電路。目前像手機、計算機之類的數字電器中就有芯片,另外,一些先進電子系統也會大量使用到芯片。可以說,芯片已經覆蓋了人們生活的方方面面。倘若中國不想在這方面受制于人,就必須想辦法進行突破。
芯片技術其實與一個國家的發展是息息相關的,曾經出現過這樣一個說法,芯片誕生以后,隨之而來的數字革命對于全世界的意義都是巨大的,其成熟的時候,整個世界必將出現質的變化。而說到芯片,就不得不提到生產芯片用的光刻機,不過中國一直都沒有屬于自己的足夠先進的光刻機,而據說高端光刻機比原子彈還難造。不過中國有著相當完整的工業體系以及科技水平,究竟是為什么,中國造不出高端光刻機呢?幾大難題擺在眼前。
首先我們來說一說光刻機,它的工作原理其實有點像照相機沖洗照片,主要就是用曝光的手段使得一些精細圖形印制在硅片上。別看它原理比較簡單,但是一臺能夠生產出高質量芯片的光刻機,本身的技術以及所需的零件就是相當難以掌握和制造的。另外,現在芯片技術發達的國家大多為西方國家,而西方國家與我國一直沒有比較深刻的技術交流,這種先進技術自然不愿意讓中國知道,更不愿意賣給中國。而目前國外高端光刻機技術先進的就是荷蘭AMSL了。
ASML的存在對于全世界芯片的發展都具有重要影響,他們的光刻機是世界上最為先進的,你幾乎找不到一款光刻機能夠代替ASML生產制造的光刻機。于是就出現了我國市場上外國制的芯片價格總是相當昂貴的情況,這主要也是因為我國沒有足夠高端的光刻機,想要性能先進的芯片只能夠從國外大量引進。
受到美國的技術封鎖影響,我國目前想要自研出高端光刻機是相當困難的。世界上很多國家雖然有足夠先進的芯片技術,但是大多不愿意與中國進行相關方面的交流。不僅如此,他們甚至直接明令禁止,不可以向中國出售高尖端芯片,包括ASML的高端光刻機,這就使得我國的芯片技術以及光刻機生產一直得不到很好的進展。
為了盡快提高我國的光刻機技術,無數科研人員日夜奮戰,現在雖然達到了一定的技術水平,但是想再進一步精進,還是需要從國外產的高端光刻機方面尋找靈感。只是受到美國等國家的封鎖,我國始終沒有辦法得到國外產的高端光刻機。
就中國目前的情況來看,之所以一直沒有辦法精進,其實也是因為我國在光刻機零件上一直沒有辦法實現突破。現在我國光刻機上使用的零件,除了從國外定制,就只能手工制作,可想而知其技術難度。
從光刻機零件方面來看,其實制造最難的應該是鏡頭,其精度要求是相當高的,這也是因為芯片上的電路圖都是印制出來的,如果沒有精度足夠的鏡頭極有可能在繪制電路圖的時候出現偏差,導致芯片沒有辦法使用。然而就目前來看,我國尚且沒有辦法做出精度更好的鏡頭。
另外,還有一些零件是需要工程師們手工打磨的,這一部分零件的精度要求也特別高,需要很多工程師耗費大量的時間去打磨,據工程師說,其中有些零件實在是太精巧了,稍不留神就會損壞,有時候可能打磨十年才能夠出現可以使用的光刻機零件。
雖然我國現在還沒有辦法制造出屬于自己的高端光刻機,但是我國的芯片技術確實在穩步發展。我國在面臨困難的時候總是能夠迎難而上,做出新的突破,相信不久的將來,我國就能夠在光刻機技術方面有所精進,而我國的芯片技術也可以更加發達。
光刻機中國能做到幾納米?
相信不少人都知道,我國已經成功突破4nm封裝工藝,但是很多人卻高興不起來,這到底是為什么呢?按理說4nm封裝工藝這幾乎是國際頂級水平,為什么他們卻高興不起來呢。
其實那就是封裝技術只是芯片制造的其中一個環節而已,他們認為只是突破某個環節的技術,對于我們來說是沒有多大的作用,因為這也無法幫助我們打造出更高端的芯片,但是事實上今時已經不同往日,由于某些原因,封裝工藝已經成為芯片行業的核心技術,同時中國突破4nm封裝工藝,我認為這也勢必能幫助我們改變國內芯片行業現狀,那么今天我們就來了解一下國內的芯片封裝工藝和國內芯片現狀,看看中國突破4nm封裝工藝,最終能否改變國內芯片行業現狀呢?
芯片封裝技術變得越來越重要了,芯片如果不進行封裝那是不能直接使用的,以前可能只靠簡單的包裝就可以了,但是現在隨著科技的不斷發展,芯片封裝的技術也變得越來越復雜,封裝技術的水平,甚至可以直接決定是否能做到1+1大于2的作用,早期只是把芯片包裝起來,制造工藝也非常的簡單,現在則不同了,對于某些領域封裝的成本甚至會超過芯片本身,這也讓芯片封裝技術成為了芯片制造最為重要的一環,由于芯片性能的不斷提升,早期的芯片封裝技術早已經不符合市場需求,那么現在我們究竟是怎么做的呢?其實現在已經演變出不同的封裝技術,那就是從單芯片封裝到多芯片封裝,再到系統級芯片封裝,我國封裝技術也早已達到了國際領先水平,那么這究竟是否能改變國內芯片行業現狀呢。
當前國內芯片現狀,那就是缺少制造高端芯片的光刻機,沒有荷蘭阿斯麥公司提供的EUV光刻機,哪怕是華為和中芯國際,也是無法制造高端芯片,以前我們可以通過找臺積電代工,從而打造屬于我們國人的高端芯片,然而受到美國的限制和打壓,現在不僅是華為不能找臺積電代工,包括中芯國際也無法采購EUV光刻機,這也讓我們在這一領域被徹底卡住脖子,不過我認為中國突破4nm封裝工藝,這也意味著我們將繞過光刻機,并且打造出屬于我們的高端芯片,也許有人會說沒有先進的光刻機,連高端芯片都生產不出來,那么我們怎么通過封裝技術打造高端芯片呢?甚至有人會說只談封裝技術,不談設計與制造那就是純屬吸引眼球獲取流量,然而事實上封裝技術已然成為了突破半導體產業的關鍵。為什么要這么說呢
可以說未來芯片性能,在很大程度上是取決于誰的封裝技術更牛,因為先進制程工藝已經快要接近物理極限,也就是說哪怕是荷蘭的EUV光刻機,也很難再進一步打造更高端的芯片,所以我們被EUV光刻機卡住脖子的現狀,已經失去了它原本的意義,未來要想實現芯片性能的升級,那么就只能從封裝技術入手,比如蘋果的M1 ultra芯片,現在采用的就是臺積電的CoWoS-S封裝技術,此技術是將兩顆M1 Max晶粒從內部進行互連,從而提升了芯片的性能水平,包括華為的芯片疊加專利也是如此,是將兩顆14nm芯片合并成一顆芯片,從而擁有與7nm不相上下的性能水平,這項專利將有利于我國芯片產業的發展,更是有利于我國半導體產業實現突破。
也許這個時候還有很多人沒有聽懂,其實說直白一點那就是,由于物理限制采用EUV光刻機制造高端芯片已經成為了芯片行業的發展瓶頸,也就是說無論是中國還是美國,未來都沒有能力去生產更加高端的芯片,除非研發出什么新技術來取代光刻機,否則芯片性能要想進一步升級,那么就只能取決于設計的優化和封裝的技術,而我國剛好在這兩塊領域都已經處在世界領先水平。
再說通俗一點,就是先進制程工藝走到了盡頭,未來靠的是芯片設計與封裝,而封裝很明顯占的比重要更大一些,如今我國已經成功突破4nm封裝技術,屆時我們和國外芯片廠商就處于同一起跑線上,他們能生產什么樣的芯片,那么我們就能生產出同等水平的芯片,甚至封裝技術只要能趕超他們,那么我們就能生產出比他們還要更加高端的芯片,
最后再說得簡單一點,那就是哪怕他們可以生產1nm芯片,我們可以通過設計的優化和封裝的技術,將多個芯片進行多維度的異構重組,最終實現和他們高端芯片同等的性能水平,而更加重要的是,先進制程工藝走到物理極限之后,未來芯片性能對于設計與封裝的依賴就會變得越來越大,這樣一來國內芯片被卡脖子的現狀就徹底解決了,我國芯片產業也會迎來前所未有的發展良機,未來半導體行業也會迎來超高速發展,我國科技的發展速度也會因此變得越來越快。對此,您怎么看?歡迎在評論區留言討論。
光刻機哪個國家的最好?
荷蘭。
有幸參觀過中芯國際的工廠,見到過光刻機。只不過不是最先進的那種。
ASML的EUV光刻機整合了各個領域的最尖端技術,比如光學領域最強-德國蔡司的光學組件,美國的掩罩技術龍頭Silicon Valley Group,紫外光源龍頭Cymer等。更別提EUV光刻機的理論基礎來自于一個半導體技術聯盟-EUV LLC,這個聯盟由英特爾和美國能源部牽頭組建,這個聯盟成員包括英特爾、AMD、IBM、美國三大國家實驗室等,后來又吸收了ASML。
另外,ASML公司最大的股東是資本國際集團,第二大股東是美國貝萊德集團,二者都是華爾街資本。英特爾,臺積電,三星也都是ASML的大股東,英特爾曾一度持有15%的股份,英特爾、臺積電,三星的背后都是美國資本,這也不是什么秘密。
可以說,最好的光刻機雖然來自荷蘭,美國卻是站在這臺光刻機背后的那個國家,大部分的理論技術來自美國,55%的核心零部件來自美國供應商。
因此,美國是牢牢掌控著光刻機的供應,即使不在本土生產,也完全可以保證光刻機的供應安全,這就是美國允許最好的光刻機來自荷蘭的底氣。
而且光刻機的技術難度登峰造極,局限在一個國家閉門造車根本不現實。美國一直都有搞小圈子的傳統,集合各個國家的技術優勢,在西方聯盟內部實現資源的最優化配置,才是最優解。