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[新闻] 荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗?

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无事0305 发表于 2020-5-18 14:46:37 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
目前,代表人类科技与制造业最高水平的东西有两个,一个是航空发动机,另一个就是我们要说的光刻机。

荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗? 第1张图片


光刻机被誉为半导体“皇冠上的明珠”,光学“工业之花”以及芯片“行业之母”,是制造半导体芯片必不可少的超高精密设备。

世界上有三家公司能制造高端光刻机,即荷兰的ASML,日本的尼康和佳能。其中技术最先进的当属荷兰的ASML,它的市场份额已占到80%多。

两年前,中芯国际曾向荷兰ASML订购了一台最新型的EUV光刻机,也就是极紫外光刻机,但因阻扰而未完成交易。

前不久,重新订购的一台光刻机已到货。但这台光刻机并不是荷兰最新的7纳米EUV光刻机,应该是一台非EUV的14纳米光刻机。

荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗? 第2张图片


荷兰除了目前量产的7纳米EUV光刻机外,还在研发5纳米光刻机。目前荷兰最新款的光刻机售价约在1亿美元以上,早前款的售价会便宜一些。

这个光刻机一直是我国芯片制造中的卡脖子设备,取得技术突破的难度非常大,主要原因就是光刻机是一个高度集成的系统。

一台荷兰光刻机有近十万个配件,能装数十个标准集装箱,其中90%都是通过外包制造完成的,仅有个别最核心的部件是ASML设计制造的。

荷兰ASML能控制垄断高端光刻机有三个原因,一是掌握核心技术和设计能力,二是拥有复杂系统的集成能力,三是“捆绑式”经营理念。

荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗? 第3张图片


要想获得ASML公司的优先供货权,就必须入股公司,这样无形中将使用方与制造方捆绑在一起,达到共进退的合作共赢目的。

像我们都熟悉的英特尔、三星、台积电和海力士都是ASML公司的股东,这些公司在获得优先供货权的同时,会给ASML提供顶级组件。

从光刻机的复杂度来看,即使拥有图纸也很难制造出高端光刻机,其中的核心技术不是一项两项,而是集合了众多国家的先进技术和工艺。

可以肯定的是,如果荷兰不展开国际合作,光刻机水平不会达到目前这个高度。如果闭关锁国,也可以造出来,但绝对不会进入高端市场。

荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗? 第4张图片


为什么这样说呢?下面我们看一下ASML光刻机中最核心的一些部件。

先说精密加工。光刻机中有近万个精密零部件,它们都来自德国。众所周知,德国的精加工技术是一流的,离不开其高精度的数控机

德国的机床技术是有目共睹的,在加工极为复杂的零件的同时还能保持超高精度。没有超高精度的零部件,ASML做不出高端光刻机的。

光是这一点,会让多少国家望尘莫及。我们的高端机床制造技术与德国相差20年,尽管也有高端机床研发企业,但核心零件还是靠进口。

光刻机,顾名思义就是用光进行雕刻,在集成了百亿级晶体管的芯片上,只有光能完成如此精密的雕刻工艺。光束越细雕刻越精准锋利。

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七色光中紫光的波长最小,只有13纳米,很难在实际中应用。而电能转换为极紫外光的光源只有0.02%的效率,这就需激光器来做光源。

ASML光刻机的光源来自美国的Cymer公司,Cymer公司掌握着目前半导体制造中最关键的光蚀刻微影技术所需的深紫外光源技术。

为解决瓶颈问题,ASML在八年前用26亿美元将其收购。ASML最高端的EUV光刻机的光源就是Cymer提供的,光源技术节点已迈向3纳米。

而我们目前研发的DUV技术节点最高能做到22纳米。

此外,制造光刻机还涉及到光学领域。为防止极紫外光被材料和吸收,EUV还要使用反光镜集束技术,德国的卡尔蔡司公司可以提供方案。

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卡尔蔡司是光学领域中的大哥大,手握大量的专利。ASML在四年前以11亿美元收购了卡尔蔡司25%的股份,联合开发出EUV反射镜头。

ASML通过收购占股与国外公司建立合作关系,掌控了几个最核心的技术,其它的零部件都不是自己生产,皆是来自欧美日韩与台湾等。

EUV光刻机的每个零部件,都代表了各领域的顶尖技术水平。没有其它国家的合作,荷兰ASML不会做出高端光刻机。

ASML将大部分零部件外包出去,自己专心搞研发和系统集成。我国虽已掌握光刻机的设计原理,但因技术封锁只能做出90nm的光刻机。

荷兰光刻机有哪些核心技术?10万个配件荷兰能单独完成吗? 第7张图片


根据《瓦森纳协定》,某国拟向中国出口高技术时,需征求成员国意见,实际上是受美国控制。也不是不能出口,只是禁售最新的设备。

综上,光刻机是一个技术和制造的集大成设备,不是荷兰ASML单独就能制造的,它是各国通力合作的结果,若非如此,则很难成功。


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