光刻机再传好消息,核心器件已研制成功,打破国外垄断
光刻机是制造芯片必须的半导体设备 , 拥有了光刻机就拥有了制造芯片的能力这一点是毋庸置疑的 。
即使高通、英特尔、谷歌这种不是做芯片代工的企业 , 他们从ASML购来一台EUV光刻机 , 制造14nm的芯片也没有问题 。
只是不能像台积电、三星那样将技术提升到5nm、3nm而已 , 就好像买了一个智能电饭煲 , 只需要把米放进去 , 它自己会加水烹饪 。
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ASML掌握了光刻机的核心零部件即使ASML承认光刻机90%的零部件都来源于进口 , 但是在核心零部件方面 , ASML几乎没有放松 , 核心技术上不受限制 , 这是ASML做得最好的地方 。
ASML赶超尼康的时候 , 承诺55%的零部件将从美国购买 , 具体的采购清单不清楚 , 投影物镜、工件台这样的核心器件ASML已经实现了独立生产 , 并且世界拔尖 。
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与iPhone手机不会把芯片设计、iOS系统打造让给别人一样 , ASML垄断了全球最顶尖的双工件台制作技术 , 将芯片产量上升到了另外一个级别 。
这一技术直到2016年才被清华大学机械工程系教授朱煜打破 , 他创立的华卓精科也成为全球第二家掌握双工件台技术的企业 , 预计明年将实现量产 。
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双工件台系统被ASML垄断投影物镜、工件台和光源是光刻机的三大核心 , 其中工件台是光刻机对芯片进行曝光和测光的地方 , 也是光刻机上主要的操作区域 。
2001年荷兰ASML发明了光刻机的双工件台系统 , 将芯片产能提高了4倍以上 , 从前一台光刻机1小时量产10块芯片的速度 , 已经来到了每小时280块左右 。
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双工件台技术至今只有ASML一家掌握 , 而排名二三的尼康与佳能至今尚未拥有这样的技术 , 事实上他们与ASML的差距 , 从上世纪的光刻机改革中就已经拉开 。
掌握这项技术 , 从某种程度上来说 , 就是掌握了芯片量产的诀窍 , 这一点的差别 , 就像普通水稻与袁隆平发明的杂交水稻的差别一样 , 十分的明显 。
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双工件台如何提高芯片产量:一个曝光 , 一个测光在一套光刻系统里有两个硅片台 , 它们分别位于曝光位置和测量位置 , 两台独立且同时运行:
当硅片台 1 在曝光位置进行步进扫描曝光时 , 硅片台 2 在测量位置完成硅片的上下片、硅片三维形貌测量等准备工作 。
当硅片台 1 完成整个硅片的曝光后 , 两台交换位置和职能 , 如此循环往复完成硅片的高效曝光 。
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双工件台与单工件台的差别:精准度双工件台的发明使光刻机的产能有了大幅度提高 。 先进光刻机要求有极高的对准精度 , 传统的光刻机中只有一个工件台 , 晶圆的上下片、测量、对准、曝光都是顺序进行的;
大量的测量必然导致单工件台光刻机的产能进一步下降 。
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一般曝光的时间要大于测量和校正的时间 , 因此 , 在多余时间内 , 双工件台设计中系统可以做更多更复杂的测量 。
这些测量、校正工作可以在另一个工件台上并行而不影响产能 , 并且测量的标识越多 , 所能表达的对准精度越高 , 光刻机机的精准度就提高了上来 。
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