石破天惊!EUV光刻机中国搞定了
芯片制裁一直是对我国造成极大困扰的领域之一。 许多专家曾表示,光刻机是全球人类智慧的结晶,依赖来自30多个国家的5000多家供应商共同努力,中国单凭一己之力难以实现。 然而,在短短几年内,我们成功实现了芯片制造的国产化。 从90纳米光刻机起,我们接连突破了65纳米、55纳米、28纳米等多个技术等级的光刻机,并以实现28纳米光刻机的量产。 28纳米成为了芯片制成的主流成熟技术,可满足全球芯片需求的70%以上。 理论上来说,成功研发出28纳米纯国产光刻机后,美国的芯片制裁已经失去了实质性意义。 但是,芯片不仅仅代表经济实力,还成为了美国技术实力和号召力的象征。 因此,七纳米和五纳米高端芯片的制造能力不再只是金钱的问题,而是一种象征。 我们不能仅满足于28纳米光刻机的成果,而应当秉持坚定的信念,追求更高技术水平,借美国发起的芯片战机会,打破美国技术无敌的神话,并让那些跟随美国制裁我国的商家付出沉重的代价。 当纯国产28纳米芯片生产线正式投产时,上海微电子研发的duv光刻机采用多次曝光技术,成功实现七纳米芯片的生产,为我国高端国产芯片的发展迈出了关键一步。 然而,多次曝光技术的成本较高,因此这种七纳米芯片并不具备商业大规模量产的价值,仍无法完全突破美国的芯片封锁。 要想生产纯国产的高端芯片,并与全球技术联盟一较高下,我国必须攻克EUV光刻机技术。 EUV光刻机与中低端光刻机在原理上有很大不同,因此即使我国已经成功从90纳米升级到28纳米,也无法直接生产七纳米和五纳米的芯片。 为了实现七纳米、五纳米甚至正在全球研发的三纳米芯片的商业量产,国际共识认为必须掌握EUV光刻机技术。 然而,目前只有荷兰的AML公司能够生产EUV光刻机,而且as ML的90%零部件都需要从30多个国家采购,自身仅负责组装。 因此,即使将图纸提供给中国,在缺少零部件供应的情况下,我们也难以独立制造EUV光刻机。 EUV光刻机的三大核心技术包括EUV光源系统、高精度弧形反射镜系统和超高精度真空双弓箭台。 尽管面临技术封锁,中国在EUV、光刻机的三大核心技术方面仍具备一定的技术实力。 早在2015年,中国的长春光机所就已经成功研发出了EUV光刻机的高精度弧形反射镜系统,多层镀膜,面型误差小于0.1纳米,符合EUV级光刻机的标准。 然而,这套系统并非完全国产,其中的镀膜装置需要从海外采购。 如果不受制裁限制,长春光机所的这项技术已经达到了国际顶尖水平。 然而,受到禁售制裁影响,海外镀膜装置无法购买,导致整个高精度弧形反射镜系统无法制造。 虽然我国已经掌握了如何制造顶级的高精度弧形反射镜系统,但由于缺乏关键的镀膜装置零部件,整个系统仍无法完全实现。 然而,在2021年7月,中科院控股企业北京中科科美成功研发出精度控制在0.1纳米以内的直线式劳埃透镜镀膜装置和纳米聚焦镜镀膜装置,满足了长春光机所对零部件的技术要求。 得益于中科科美研发的这套镀膜装置,长春光机所迅速实现了EUV级光刻机级别的高精度弧形反射镜系统的制造,为我国在EUV光刻机技术领域取得了重要突破。 在三大核心技术方面,我们已经取得了显著进展,至此已经突破了其中一个个技术难题。 还剩两个。 在2022年,哈尔滨工业大学带来了振奋人心的消息,其科研团队成功研发出真空用超高精度激光干涉仪,为一分便利达到下午五点位移测量标准差达到30平米。 这些关键指标与AML的最高水平相近,满足EUV真空双弓箭台对高速超精密激光干涉仪的精度要求。 双弓箭台本身不难制造,但其工作精度取决于激光干涉仪。因此,我国突破了真空用超高精度激光干涉仪的关键技术,为制造超高精度的真空双弓箭牌奠定了基础。 这一重要贡献是哈尔滨工业大学在2022年荣获中国光学领域最高荣誉金穗奖,并在金奖名单中位列第一。 这也解释了为何美国将哈尔滨工业大学列入制裁实体清单,并竭力遏制该学校的发展。 美国的制裁清单一项精挑细选,从不冤枉任何对象,只有那些对美国构成威胁的实体才会上榜。 至此,EUV光刻机三大核心技术的最后一项EUV光源系统,这个是核心中的核心。 光刻机的核心部件是光源,而EUV光源则是EUV光刻机的关键组件。 这种技术多年来仅美国掌握,已被列入瓦森纳协定,并且42个成员国一致对中国实施严格禁售。 即使中国能制造出其他光刻机部件,但在没有EUV级光源的情况下,其意义并不大。 在2022年下半年,有传闻称中国已成功研发出EUV光源,但并未得到官方证实。 2023年4月13日,长春光机所官网发布消息,中国科学院院士钱院长白春礼在长春光机所参观了UV光源系统。这是中国首次官方证实成功研发出UV光源系统。 官网介绍中明确指出,白春礼参观的是UV光源样机,说明长春光机所已经制造出了工程样机。 所谓工程样机,就是按照1 : 1比例研制的面向商用的样机,经过验收后可直接量产并交付给客户使用。 根据中国的惯例,项目原型在通过严格测试并获得认证前,一般不会邀请领导进行参观。 然而,领导的参观以及官方网站上的公开发布表明,该项目原型不仅已成功制造,而且已经通过了相关测试。 经过反推,长春光机所实验室在去年底成功研发出EUV光源,这与之前的传言一致。 官方公告需要等到所有方面都经过无懈可击的测试后才会发布,因此又等待了半年才公布。 至今,中国已成功突破了EUV光刻机的所有关键技术,跨越了高端光刻机和终端光刻机的重要门槛。 全国产七纳米、五纳米甚至三纳米芯片生产线的大门已为中国完全打开。 对于这一消息,外媒的评价是爆炸性技术突破。按照光刻机行业的正常发展步伐,在光源原型完成后,仅需一年时间即可制造出用于芯片制造的光刻机。 接下来的各种测试、调试和商业化规模应用大约需要两年时间。 换言之,到2024年,中国将成功制造出全国产的EUV光刻机,而在2026年之前将实现商业化规模生产。 如果各企业及监管部门齐心协力加快进度,这个时间还有可能提前。 中国原本计划在2030年之前突破EUV光刻机技术,然而目前的进展表明,这个目标可以大幅提前实现,至少提前四年甚至五年。 随着中国在EUV光刻机研发上不断取得进展,AML对中国的态度也在不断发生变化。 在美国对中国实施制裁之初,AML的一位工程师在网络上表示,即使将光刻机图纸交给中国人,他们也无法制造出这样的设备。 他进一步表示,不仅制造极紫外EUV光刻机有难度,就连正确使用它都非常复杂。 该工程师称赞台积电的工程师和整个体系,认为他们在光刻机使用技巧上达到了令人敬佩的高度,暗示中国人很难达到这个水平。 然而,2021年7月,中国成功制造并展示了一套全国产高精度弧形反射镜系统。 2022年1月,AML总裁温克宁公开表示,尽管中国目前不太可能独立掌握顶级光刻技术,因为这需要源自非中国供应商的组建以及不断的创新,但这并不意味着中国永远无法掌握这项技术。 他认为,由于中国人了解相同的物理定律,他们必定会努力去掌握这项技术,因此不能绝对的否定他们的能力。 总之,温格宁认为,中国在这方面的研发具有一定的潜在威胁,但整体威胁不大,略加警惕就行。 在2022年下半年,哈尔滨工程大学成功开发出一款适用于真空环境的超高精度激光干涉仪,并获得了公开赞誉。 2023年1月,荷兰AML公司总裁温克宁在公开场合表示,美国对中国半导体行业的制裁措施不仅不会对中国造成太大的损害,反而可能激发中国在高端芯片领域独立研发自己的技术。它指出,中国遵循与全球相同的物理定律,因此没有理由无法制造光刻机。 总裁先生的态度发生了变化,认为中国已成为一个重大威胁,希望美国立即放宽制裁,并通过倾销策略来遏制中国光刻机的研发进度。 但美国对荷兰的呼声并未做出回应。 2023年4月13日,长春光学精密机械研究所官方网站宣布,中国已成功研制出集紫外光源EUV工程样机。 温克宁在了解到这一消息后愤怒不已。2023年4月17日,荷兰al公司总裁温克宁在公开场合发表讲话,严厉批评中国光刻机,称中国自主研发光刻机,建立独立芯片产业链,将会破坏全球芯片产业链。 等到我们成功降低光刻机和芯片的价格时,您再感慨也不迟。 这只是中国研发的第二代盾构机,一旦全部研发成功,价格必定大幅降低,让海外的业界巨头颤抖不已。 值得注意的是,全球芯片产业链的破坏者并非中国,而是美国。 正是美国的压力迫使我们自主研发,因此,荷兰所遭受的损失应由美国承担。 可能台积电的工程师只需将EUV光刻机运用得当,就足以令as ML感到震撼。 但我们不是台积电,我们所追求的不是依照说明书操作,而是自主研发制造。 为何去年我们还觉得中国距离高端EUV光刻机相距甚远,而今年却突然实现了突破? 一夜之间,变化如此之大。 曾有一个问题描述了一片池塘中的睡莲。 已知它每天面积增长一倍,30天能够长满整个池塘,那么铺满一半的时候是第几天?答案是第29天,整整29天才铺满了一半。 如果您只看表面现象,在第29天观察池塘时,您会认为睡莲距离长满整个池塘还有很长的路要走。 然而,当您第二天再来时,会惊讶的发现,整个池塘已被睡莲覆盖。 接下来便是睡莲盛开的时刻,在此,向长春光机所、哈尔滨工程大学科研团队和中科院所属单位中科科美表示祝贺。 你们三家在这场全国范围内的芯片科技竞赛中,首先突破了EUV、光刻机的三大核心技术,为国家立下赫赫战功。 无论国家为你们颁发何种奖项,我都将竭力支持。 |