光刻机|抛弃EUV光刻机?ASML始料未及,一切都来得如此之快

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自从“瓦纳森协定”的签订 , 众多美企和其他国外半导体企业都受到技术限制的影响 , 无法对我国自由出货 。

作为全球的光刻设备制作龙头——ASML亦是如此 。 ASML虽然是荷兰企业 , 但它的光刻设备制造有一部分用到了美方的技术和零部件 , 因此它的光刻设备也无法对我国自由出货 。
但对于目前“全球缺芯”的状况来说 , 没有光刻机的加持就等于芯片制造的产能无法增加 , 尤其是7nm以下的高制程芯片 , 要制造出来几乎是无EUV光刻机不可 。
按理说 , 对光刻设备需求的盛况空前 , ASML的市场应该很好才是 , 地位也应该水涨船高 , 但ASML最近却隐隐出现将被国际大环境抛弃的现象 。

按照传统的芯片制造方式 , 芯片的制造应该是采用DUV(深紫外)光刻机 , 或是EUV(极紫外)光刻机来生产 。 尤其是目前EUV光刻机的制造技术更是由ASML所垄断 。 在一定程度上来说 , ASML几乎是左右着众多半导体企业的命运 。
掌握着如此巨大优势的ASML为何会沦落到这地步呢?主要有三点 。
由于“芯片规则”被修改 , 很多企业无法采购到最先进的EUV光刻设备 。 这也就导致众多企业意识到光刻设备自研的重要性 , 纷纷开启了光刻设备自研和新的芯片制造技术的研发 。

中国自研光刻设备和新的封装工艺首先 , 我国早早地就开启了光刻设备的研发 。 在中科院的带领下 , 国望光学联合长春国科研发出28nm节点ArF浸没式光刻曝光学系统 , 和高NA浸没光学系统的关键技术 , 这标志着我国实现完全拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统 。
在2022年3月23日 , 根据北京市公共资源交易服务平台发布的消息 , 国望光学光刻机曝光系统生产基地项目正在进行招标 , 目前招标候选企业有三家 。

该项目的研发生产基地由北京国望光学建设 ,经营研发核心团队成员来自长春国科精密 。 基地将用来进行超精密光学产业技术的研发与生产 。
后期将慢慢实现高端精密光学仪器与装备的批量生产 , 建立起更完善的大规模 IC 制造投影光刻机曝光光学系统 。 使我国的IC 制造投影光刻机曝光光学系统 , 以及高端精密光学装备的产业化问题得到根本上的解决 。
上海微电子也已经研发出首台 2.5D / 3D 先进封装光刻机 , 在今年2 月 7 日已经正式交付给顾客 。

华为也已经研发出新的芯片堆叠技术 , 并申请了相应的芯片堆叠封装设备专利 。 未来将采取用面积换取性能的方式 , 用堆叠芯片替代麒麟芯片 , 提高产品竞争力 。
台积电更是研发出新的3D封装工艺 , 目前已经可能实现最高5nm制程的量产 。
此外 , 国际上众多企业也开始了光刻机和先进工艺的自研在俄罗斯的芯片市场遭到“断供”之后 , 就宣布了要自研光刻机的消息 , 初期投入为6.7亿卢布(折合人民币约为5100万) 。 目前MIET(莫斯科电子技术学院 )已经接下了该项目 。
与ASML的EUV光刻机原理不同 , 俄罗斯是基于同步加速器或等离子体源原理研发的无掩模X射线光刻机 。

俄罗斯的无掩模X射线光刻机将用于28nm到16nm及以下制程芯片的生产 。
铠侠也已经和佳能以及DNP合作 , 研发NIL(纳米压印微影技术)的量产技术 。 NIL的微影制程较为单纯 , 耗电量比起EUV生产方式低了10% , 耗能更少 , 设备投资降低至40% 。
通过NIL技术已经能够实现15nm制程的量产 , 预计2025年突破更低制程的量产 , 电路精细程度最高可达5nm 。
三星也首发GAA晶体管工艺 , 目前已经在进行3nm制程的试产 。
小芯片联盟的成立为了摆脱对ASML光刻设备的依赖 , 但自研出EUV光刻机又是不可能完成的任务 , 很多企业都开始自研新的芯片封装技术 。
除了华为的芯片堆叠和台积电的3D封装工艺之外 , 苹果公司更是研发出“胶水粘合大法” , 基于台积电的5nm工艺将两枚MAmax芯片简单粗暴地拼合在一起 , 封装出M1 Ultra芯片 , 连号称最强芯片的A15都无法与其匹敌 , 性能比A15还要高出50% 。