作為全球最大的芯片需求市場,我國每年都需要從國外進口大量的手機、電腦以及各種終端的相關(guān)芯片及元器件。根據(jù)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)顯示,2021年中國進口的芯片數(shù)量為6354.8億個,金額達到了4226億美元,顯然這是一筆不小的開支。
圖源半導(dǎo)體行業(yè)觀察 我們當(dāng)然也清楚,從國外進口就代表著就多出一份錢,畢竟技術(shù)掌握在別人手里,不管量有多大,歸根結(jié)底還是要比生產(chǎn)成本價高出不少。而想要自己生產(chǎn)出高端芯片,就不得不提到一個讓我們耳熟能詳?shù)膬x器——EUV光刻機。
不過讓人興奮的是,最近華為公布了一項與EUV光刻機相關(guān)的專利,能夠提升光刻機的精度以及良品率,先不談這項專利何時才能落地,但華為此舉是否意味著這個畸形的光刻機市場終于要迎來破局了呢,又是否代表國內(nèi)的芯片行業(yè)要逐漸跟國外說拜拜了?
光刻機到底有多難?
EUV光刻機是目前市面上唯一一種能夠生產(chǎn)出高端芯片的儀器,無論是電腦上的7nm芯片,還是手機上的5nm、4nm芯片都需要依靠它才能完全生產(chǎn)出來。而手握EUV光刻機專利和技術(shù)的廠商名為ASML,也奠定了它世界第一光刻機制造商的地位,在該領(lǐng)域它是真正意義上的沒有對手。
當(dāng)然,光刻機的生產(chǎn)復(fù)雜程度也是超乎我們想象的,隨便一臺光刻機內(nèi)部的零部件就不少于10萬個,而且這些零件還來自全球超5000家供應(yīng)商,因此網(wǎng)絡(luò)上那些說某某企業(yè)將要復(fù)刻甚至超越當(dāng)前EUV光刻機的言論,都是虛實且不可信的。
如此看來,EUV光刻機似乎成了中國芯片行業(yè)中一座無法逾越的大山,再加上近兩年ASML也被要求禁止向中國售賣光刻機,以限制國內(nèi)芯片行業(yè)獲得制造高端芯片的工具。
難道我們真就毫無還手之力了?其實也不見得,回到華為最新的專利上來,根據(jù)報道來看這些專利的名稱為“反射鏡、光刻裝置及控制方法”,從描述中得知,在該光刻裝置中,相干光源發(fā)出的光線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的反射鏡反射后,再通過內(nèi)置的照明系統(tǒng)分割為多個子光束并投射到掩膜版上,最后進行光刻環(huán)節(jié)。
圖源:大為innojoy全球?qū)@麛?shù)據(jù)庫
換句話來說,華為公開的這項專利主要是基于目前光刻機技術(shù)進行改造升級,讓光刻機的良品率變得更高,生產(chǎn)效率自然也就上去了。不過現(xiàn)在問題的根源并非提升光刻機的良品率,而是我們?nèi)绾潍@得或是生產(chǎn)出一臺真正屬于自己的EUV光刻機。
雖說目前ASML被禁止向國內(nèi)出售EUV設(shè)備,但DUV光刻機(比EUV更落后一些,覆蓋7nm及以上支制程需求)由于芯片等規(guī)則被修改,國內(nèi)廠商是可以購入并擁有的,這也成了不少國內(nèi)廠商創(chuàng)新的基本。 比如美光科技用DUV光刻機進行多重曝光,推出了1β 工藝,這項工藝被用在了LPDDR5X-8500 內(nèi)存產(chǎn)品,在1β 工藝的支持下,該款內(nèi)存將能效提升了15%,內(nèi)存密度提升了35%,使得我國自主生產(chǎn)的內(nèi)存條也能成為業(yè)界一流水準(zhǔn),被廣泛被消費者接受和認(rèn)可。
圖源上海微電子裝備官網(wǎng)
另外,在產(chǎn)業(yè)鏈方面也有不少相關(guān)廠商在EUV光刻機領(lǐng)域取得了階段性突破:像清華攻克了光源技術(shù)壁壘,掌握了一種可以用于EUV光刻機的新光源、中科院也掌握了物鏡系統(tǒng)技術(shù)、上海微電子也于今年正式通過了28nm光刻機的技術(shù)檢測和認(rèn)證,并最快將于2023年向國內(nèi)芯片制造企業(yè)交付28nm光刻機等。
Made in China 的光刻機何時到來?
根據(jù)相關(guān)資料顯示,目前國產(chǎn)光刻機產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初具規(guī)模,除了前文提到的上海微電子外,像國望光學(xué)、國科精密、華卓精科等國產(chǎn)企業(yè)都在光刻機領(lǐng)域略有造詣,幾乎所有與光刻機相關(guān)的領(lǐng)域國內(nèi)都有相關(guān)的公司與產(chǎn)業(yè)分布。
不過哪怕是被國內(nèi)芯片行業(yè)認(rèn)作是突破性進展的28nm工藝光刻機,也與ASML相差甚遠,要知道28nm可是ASML在2011年生產(chǎn)出的工藝,何況ASML還會繼續(xù)研發(fā)有關(guān)3nm甚至是1nm的制程工藝,屆時國內(nèi)和國外的差距還會被進一步拉大。
不過我們也不能將所有的目光都放到手機電腦這類高端芯片行業(yè)上,實際上中低端芯片在整個芯片領(lǐng)域占到95%以上,日常生活中最常見的智能家居、電視等產(chǎn)品使用的都是是中低端芯片。
哪怕是近兩年發(fā)展迅速的新能源汽車行業(yè),它們也不需要像手機電腦那樣將功耗和性能控制得相當(dāng)出色的芯片,28nm制程的芯片足矣滿足新能源廠商的需求,而且這個市場甚至比智能手機還要大。加上中國市場是全球最大的新能源汽車市場,又是最大的新能源汽車出口國,更多汽車芯片也將在國內(nèi)生產(chǎn)制造,28nm光刻機極有可能成為中國芯片行業(yè)在該方面的第一桶金。
所以對于國內(nèi)芯片行業(yè)來說,當(dāng)下最重要的是加緊占住中低端芯片市場,雖說利潤遠不及高端市場,但只有站穩(wěn)了腳跟,才有錢財和精力去開發(fā)高端芯片。
華為作為科技行業(yè)的領(lǐng)頭羊之一,旗下的高端實驗室其硬件能力也能對供應(yīng)鏈企業(yè)起到幫助,甚至能幫供應(yīng)鏈企業(yè)解決一些關(guān)鍵技術(shù)難題,它有訂單需求,也有能力整合國內(nèi)的光刻機產(chǎn)業(yè)鏈,推動國內(nèi)整個芯片行業(yè)。
開頭也提到,我國的芯片需求量是全球第一,之后芯片的需求只會越來越大,不過讓人欣慰的是,在2022年1月至8月期間,我國在進口芯片方面的數(shù)量減少了430億顆。雖然430億對于整個芯片市場是微不足道的,但是其所代表的意義卻是非凡的,持續(xù)減少進口,就證明國產(chǎn)芯片行業(yè)的持續(xù)進步,并且這個進步速度正變得越來越快。
華為此次入局光刻機市場其實是一個很好的信號,意味著國內(nèi)光刻機市場已經(jīng)迎來了一個更好的研發(fā)布局環(huán)境,國產(chǎn)光刻機市場也正迎來一個最好的發(fā)展時期,至于何時我們才能見到一臺真正印有Made in China的高端光刻機,還得將希望寄予國內(nèi)的芯片行業(yè)。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:華為取得光刻機專利!這是要做什么?
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