A. 為什麼光刻機造不出來,光碟刻錄機也是進口的呢
光刻機的製造,是集合了很多門類科學頂尖技術的產物,包括光學、精密儀器、數學、機械自動化、流體力學等等。
1、技術難點一:光源。
如果把光想像成一把刻刀,那它的光孫滾悉波長越短,這把刀就會越鋒利。7納米的晶元意味著,在每個元器件之間,只允許有幾納米的間距,相當於頭發絲的萬分之一粗細。
要製造這樣的光源,必須使用一種特殊的極紫外光。這種光源,很難製造。直到2015年的時候,ASML才研製出一台極紫外光刻機。
目前為止,也只有則乎阿斯麥一家公司,能夠生產極紫外光刻機。
2、技術難點二:光學鏡頭。
主要作用是調整光路和聚焦的。其中,高精密的光學鏡頭是光刻機的關鍵核心部件之一。
3、技術難點三:是曝光台的對准技術。
晶元的曝光不能像照相那樣,一次就能完成,必須要換不同的掩膜,多次進行曝光才行。而掩膜和硅晶圓之間的每次對准,都必須控制在納米級別才行。
當曝光完一個區域後,放備世置硅晶圓的曝光台,必須馬上快速移動,因為要接著曝光下一個區域。
而要在快速移動中,實現納米級的對准,其難度是相當大的。
4、實際上,除了光源、鏡頭和曝光台對准這三個關鍵技術之外,還有很多的保障性技術難題。
比如說,超潔凈的廠房、防止抖動的裝置等等。
光刻機是「半導體工業皇冠上的明珠」,想要製造這樣一台先進的光刻機,其實就是在挑戰整個人類工業技術的極限。而且實際情況要復雜的多。
B. 1965年我國就有了光刻機,為何現在的發展卻大幅度落後
中國的光刻機之所以會走向落後,是因為經濟發展因素、海外企業競爭力過強以及歐美國家對中國進行了技術封鎖。
由於華為遭美國封殺之後,華為的晶元供應也出現了很多的問題,由於晶元的製造離不開光刻機,所以光刻機就成為了網友非常關注的東西,只不過令大家沒有想到的是,中國曾在光刻機領域達到過世界先進水平。
雖然中國當時在光刻機領域擁有著不錯的技術水平,但是大部分企業在光刻機領域都無法賺得收入和利潤,這導致很多企業逐漸放棄了光刻機的生產和研發,正伏虧是由於很多企業不看好光刻機的生產,所以才導致中國在光刻機領域出現了大幅度落後的情況。
C. 光刻機到底有多難製造可能比原子彈還稀有,全世界僅兩國掌握
我們都知道,自從華為在5G技術上佔得了先機,美國就一直採取各種措施限制和針對華為,甚至直接採取干擾措施。此前,華為消費者業務CE0餘承東表示,因為美國對華為實施的晶元制裁已經開始生效,作為華為晶元供應商的台積電,在此後將會終止與華為的合作,華為手機使用的高端晶元在失去供應商以後,過不了多久,華為手機就會出現無晶元可用的情況。
此消息一出,大家一方面因為美國的制裁感到憤怒,另一方面,則是非常驚訝,同時還感到了無法理解,現在的 科技 水平已經這么高了,華為更是國內的優秀企業,為什麼晶元還得靠別人,而自己卻沒有能力造呢?很遺憾,但是事實就是如此,高端晶元,不但華為現在還造不出來,國內也很少有企業的製造水平能達到這種地步,最關鍵的原因就是,我國在半導體領域的技術還不夠高,還沒有達到那個高度,所以沒有條件建造出精度更高光刻機,而如果沒有光刻機的話,就完全沒有辦法造出符合條件的高端晶元。
其實理由也很簡單,就一條,因為關鍵技術太難橋陪世掌握造不出來,之前有過這么一句話,是評價光刻機的,他說,以我國目前的技術水平來說,我們造的出各種新式導彈,但是卻造不出光刻機,所以說,光刻機的稀有程度比原子彈都高。這樣的評價可以說是相當中肯的,現在世界上,有9個國家已經可以自行建造原子彈了,而且原子彈的數量還不少,可是完全掌握了高精度光刻機技術的,現在也就只有兩個國家,日本和荷蘭,差距非常明顯。
所以,光刻機的技術難點到底在哪裡呢?其中一個關鍵原因是,要想完成光刻機製造,這個國家的科學水平一定要非常高,而且底蘊深厚,積累足,不僅如此,想完成光刻亂州機的建造,光靠自己是不可能的,其中要用到的很多東西,都必須從國外買。還有一個原因,研發時耗費的資金會非常多,可以說是天文數字。對於中國而言,錢都不是阻礙我們發展光刻機的原因,可是因為中國發展時間不足,所以對該行業不是很了解,熟悉程度也低,別說建造了,研製的時候究竟該從哪裡開始,我們剛開始都是一頭霧水。想要成功破解光刻機難度是非常大的,在中國看來,難度更是上升了一個檔次,讓我們在這個方面寸步難行的原因,除開客觀條件的影響,還有一道壁壘橫在我們面前,那就是西方國家依然還在對中國實行技術封鎖,我們當初本來想從國外先引進光刻機,然後再自己進行研製的,所以就和荷蘭商議了相關的細節,雙方都已經決定交易了,可是美國橫插一腳,百般阻攔,荷蘭也沒有勇氣得罪美國,因為美國的再三施壓,和中國的光刻機貿易計劃只能一拖再拖。
這件事情發生於數十年以前,到了今天,在努力這么久以後,我國對於光刻機的研究又進行到了什麼程度呢?根據官方給出的數據我們可以看出,現在來說,數據還不是特別理想,因為我們擁有的光刻機,它的製程是90納米,而依然處於研製階段的光刻機,製程縮短到了28納米的樣子,看樣子的確是進步顆很多,但是需要注意的是,荷蘭的光刻機製程可以達到5納米至7納米,我們可以非常直觀的感受到,和真正意義上的高精度光刻機相比,我國在這方面還有很長的路要走,所以,華為現在完全沒有辦法自行製造華為手機需要的高端晶元,用華為的麒麟1020晶元為例,它的製程為最小的5納米,國內的技術水平完全趕不上。
其實關於這件事情,我們只需要牢記一點就行,那就是,光刻機具有非常關鍵的意義,如果能擁有它,就代表著敏肢我國的科學技術水平又有了新突破,美國的晶元制裁帶來的嚴重危機也在警醒著所有中國人,要是再關鍵的高新領域發展不起來的話,就相當於把命脈交到了別人手上,別人隨時都可以在這方面拿捏你,這樣的情況,會讓中國在未來陷入困境。如果想徹底不再受制於人,中國必須在這些高新領域繼續發展,繼續保持全速前進的狀態,加大馬力,爭取在短時間內提高自己的水平
D. 為什麼我們造不出光刻機去買一台別人的,然後拆開,看看是什麼零件造的,仿製一台不就行了嗎
光刻機對於晶元生產的重要性不言而喻,為攻克晶元卡脖難題,國內掀起一股自研光刻機的熱潮。殊不知,光刻機,尤其是EUV光刻機的製造難度,已經超乎絕大部分人想像。
公開圖紙也不怕山寨
在全球光刻機市場,ASML無疑是霸主般的存在。針對奇特企業仿製ASML光刻機的問題,ASML總裁Wennink曾公開回應,高端的EUV光刻機永遠不可能被模仿。
此前ASML甚至還放出豪言,稱即使把圖紙公開,也不怕EUV光刻機被山寨!這不禁令人疑問,EUV光刻機到底有多難製造?ASML又何來的自信?
要知道,生產EUV光刻機需要依賴的並不是單一的技術,而是需要各學科和應用工程的交叉。作為半導體領域最為復雜的核心設備之一,EUV光刻機有超過10萬個零件,縱使是行業霸主ASML,也需要數千家公司提供幫助。
因此,EUV光刻機的自主研發,絕不是國內半導體領域在短時間內可以攻克的難題。而ASML多年積累的系統集成優勢,也是其可以不畏懼公開圖紙的主要原因。
中國院士實話實說
晶元國產化大潮之下,關乎攻克晶元生產核心設知鎮猜備呼聲越來越高,光刻機自然也位列其中。在國內,關於是否要投入大量資源研發EUV光刻機的討論一直都在。
在2021數博會上,吳漢明院士專門針對此事發聲,表示僅靠一個國家就生產EUV光刻機的想法並不現實,這無疑給國內不少自研EUV光刻機的支持者「潑了冷水」。
不過筆者卻認為,吳漢明院士所說屬於事實。EUV光刻機的每一個零部件,都已經達到了行業內的頂尖水平,比如美企提供的光源、德企提供的光學系統等,僅湊齊這些業內頂級資源,便已是難上加難。
且EUV光刻機的研發需要較長的周期,國內的技術水平、人才儲備等本就與國際巨頭有著較大差距,冒然進行EUV光刻機的研發,也只能撞個頭破血流。
因此,腳踏實地、循序漸進才是國產光刻機實現進步的主要途徑。目前,上海微電子已經在著手研發28nm光刻機。
雖然28nm光刻機與ASML最新設計的1nm光刻機有較大差距,但在國內企業不斷擴產成熟工藝製程的今天,中低端光刻機研發搭型的穩打穩扎,或許更具意義。
隨著上海微電子等國內企業的持續努力,國產光刻機的性能將不斷提升,旅正在高端領域取得突破也不是不可能。
E. 中國自主光刻機為何如此難產
光刻機,晶元工藝裡面最關鍵的機器設備之一,當今世界上最頂級的光刻機為燃跡荷蘭阿麥斯光刻機,佔全球市場份額超過80%以上,幾乎可以說是壟斷了全球市場,屬於無可匹敵的地位。如今五納米技術已經量產,三納米技術正在測試,技術領先全球超過兩代,之所以那麼厲害,主要是因為他們集結了全世界十幾個發達國家的最尖端技術的結晶,並不是單獨一個公司一個國家的技術成果,而是十幾個發達國家合作的成果。
基礎科學本身就是任何科技的地基,基礎人才培養又是科技是否能突破的關鍵,光刻機也是一樣,基礎科學是最關鍵的,我們並不是造不出來那種頂級的光刻機,關鍵在於穩定性以及壽命跟故障率,還有就是使用的流暢度是否能做好,這個才是根本問題,基礎科學基礎人才的培養是關鍵,當然也不是一朝一夕的事情,需要各方面去積累,這個需要時間。
F. 我們國家有大批科研人員,為什麼不能製造出光刻機
光刻機的研發是一個技術問題,高精宴啟度的光刻機難度非常大。由於市場的原因,光刻機寡頭壟斷了除第一種產品外的其他產品,其他產品不賺錢,這意味著第一種和第二種之間的差異將繼續擴大,除了第一種產品外,其他差異可能長期存在。
G. 我國可以製造出2nm的晶元,為什麼製造不出光刻機
隨著科學在各個方面的不斷進步,人們使用電子產品的體積也就在不斷的縮小,我們使用電腦晶元這方面,在目前使用最虛裂裂好的也就是7nm的製造工業,可是在前不久中科院就發表源差文章說可以製造出2nm的晶元。就會有人問:我國可以製造出2nm的晶元,但是為什麼就是製造不出光刻機?其實這是我國科技水平還沒達到發達階段。
而對於光刻機,首先我們國家對於光刻機的技術還是很落後的,就算是國內技術含量最好惡毒光刻機也太能達到22nm,而與我們所研究出來的2nm晶元所要的光刻機根本不在一個檔次了。而目前我們想要研製出光刻機,並且我們國家2018年在荷蘭定製的兩台7nm光刻機至今一點消息都沒有,更別說我想要研製出這樣的光刻機了
H. 為何國內互聯網巨頭企業不製造火箭、晶元和光刻機等高精尖科研
圖為 某互聯網公司 曾 投資建設「達摩院」
中國互聯網巨頭企業都是層出廳櫻不窮的,包括京東、拼多多、天貓等等,中國是一個人口大國 社會 基本的商業活動流量大,因此這些公司以互聯網為基礎,積極參與 社會 商業活動,在這種高速發展的 社會 ,也推動了互聯網技術的革新和應用。而科研則是需要長期積累經驗的沉澱,並不是一蹴而就,因此風險比較大。
為何國內互聯網巨頭企業不去製造火箭、晶元和光刻機等高精尖科研?
每個人都有不同的看法,有些人就會總覺得這個問題就像是:「為什麼瑞幸咖啡不去製造坦克」一樣,火箭、晶元、光刻機是需要幾十年的技術積累,不斷地投入研發,畢竟現在互聯網技術成熟,甚至不用去搞科研,要是有成熟的技術買過來就行了,比研發來的方便,並且不用冒著失敗的高風險去投資高 科技 術。
然而,在中國是一個法制觀念很強的國家,火箭並不是隨便就可以的,弄炸葯開采礦石都是需要很繁瑣的手續,更不要說什麼去製造火箭、晶元了,且這都屬於高精尖項目,不但要往裡面砸錢,還需要諸多領域的科學家、物理學家、化學家等專家人員耗費大量的人力物力,和長時間的研究,可能數年來只能成功一次,面對如此之大的消耗,並不是一般人可以頂得住的。扮野叢
然而卻也有另一種看法:互聯網巨頭在凝聚財富的同時,也深知科學技術的進步,是為他們帶來財富的重要工具。其中不乏有志者積極在晶元、人工智慧、雲計算、生物工程等前沿領域投入巨資,開展基礎 科技 研究工作。
目前我國晶元技術還不是非常厲害,在5G技術快速發展的契機中,包括華為在內的公司積極發展晶元,其中華為脊局海思的晶元設計直接追趕世界前沿水平。也讓華為在全世界脫穎而出。
圖為 光刻機
光刻機是晶元製程中的關鍵工藝設備,這頂尖設備由尼康、佳能等技術領先,特別是荷蘭ASML公司幾乎壟斷高端市場,且受美國影響,不出口中國,成了我國晶元製造工藝技術的卡脖子設備。我國上海微電子公司也製造中國低端光刻機。
圖為 火箭
火箭是國家去往太空的重要運載工具,這也是高端軍事武器導彈中一項重要技術,通常由國家負責發展。目前我國的火箭在國際上是領先的。包括大家看到的嫦娥五號的發射,這也表現了我國 科技 的力量。
由於太空開發的商業價值很高,我國已有部分民營企業,積極參與火箭技術的發展,為此中國民營企業在製造火箭方面開創了先河。
當然,因為大型互聯網企業技術能力強,利潤豐厚,老百姓希望他們更多地承擔 科技 創新等 社會 責任,這是大家的美好期待,也是 社會 發展的必然。厚積薄發,未來終有一天將會有很多自主企業的先進 科技 迸發而出。(朱藝)
I. 1965年我國就有了光刻機,為什麼現在卻大幅度落後
我國從1965年起就已經有了光刻機,但之所以現在大幅度落後,可能是由於以下幾個原因造成的:
光刻機的印製必須清晰和准確,這一點我國的技術尚未達到。光刻機對鏡頭技術的要求很高,基本上達到了普通鏡頭的千萬分之一,這就意味著晶元上的所有電路圖除了依靠高科技手段之外,還需要有獨特的光刻機研發技術,才可以使得晶元上的印製圖案清晰准確。雖然我國也有部分的光刻機,但精確度沒有外國出口的光刻機清晰度和准確度高,導致我國在後續的晶元研發和光刻機的發展中受到了很大的阻礙,在使用的過程中並沒有體現出良好的性價比,種種因素就造成了我國的光刻機在全球都已經大幅的落後。
J. 為什麼國家不能聯合國內最先進的企業研發光刻機
光刻機基本算是目前世界上科技含量最多的科技產品了,中國可以生產光刻機,但是想生產最先進的光刻機,就不是國內企業可以做到的了,最先進的光刻機凝聚了全球製造業大國的最尖端的科技,可以說是全球科技大國的共同產出品,簡單依靠中國國內的科技水平遠遠無法達到。
晶元是半導體行業的核心,製造晶元復雜而且漫長,提煉高純硅單晶片、製造前端晶元構建、後端封裝測試等。需求經過上千道工序重復製作,涉及50多個行業製造,上千台設備配合完成。
中國無法製造光刻機的技術難度:
1、光刻機的技術難度在山兄於「技術封鎖」,一台頂級的光刻機關鍵設備來自於西方發達國家,美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等,這些頂級零件對中國是禁運的。所以,ASML曾說「即便給你們全套圖紙,你們也造不出來」。
2、光刻機是「人類智慧集大成」的產物,環顧全球,最先進的7nm EUV光刻機只有荷蘭的ASML(阿斯麥)能夠生產,超過90%的零件向外采購,整個設備的不同部位同時獲得了配漏全世界最先進的技術,因此可以在日新月異的晶元製造業取得競爭優勢。
3、最頂尖的光刻機集合了很多國家的技術支持,德國為ASML提供了核心光學配件支持,美國為ASML提供光源支持及計量設備的支持,ASML要做的就是做到精確控制,7nm EUV光刻機包含了5萬多個零件,德國的蔡司光學設備不精準,美國的Cymer光源不精,都可能造成很大的誤差。
4、與德國、瑞典、美國等一些西方國家相比,我國的晶元製造以及超級精密的機械製造方面不具備什麼優勢,沒有超級精密的儀器,自然就很難造出頂級的設備,無法造成頂級的晶元。最關鍵的是,這些超級精密的儀器根據《瓦森納協定》對中國是禁運的。
國產光刻機的「差距」:
目前國內技術領先的光刻機研製廠家是上海微電子裝備有限公司,可以穩定生產90nm製造工藝的光刻機,相比ASML的7nm製程差距還是比較大,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。同樣正是SMEE推出90nm製程的光刻機後,ASML對中芯國際的7nm光刻機訂單放行。
中國無法購買光刻機的原因:
1、只有投資了ASML的,才能獲得優先供貨權,而英特爾、三星、台積電擁有ASML很大的股份。ASML的高端光刻機產量有限,2018年18台,2019年30台,其中台積電獲得了18台,我國的中芯國際1台。
2、《瓦森納協定》的限制,瓦森納協定有33個成員國,逗賣襲中國不在其列,主要目的是阻止關鍵技術和遠見流失到成員國之外,在半導體領域,受限於該協定,在晶元製造、封裝、設計等方面,我國一直無法獲得國外最新的科技。