A. 为什么光刻机造不出来,光盘刻录机也是进口的呢
光刻机的制造,是集合了很多门类科学顶尖技术的产物,包括光学、精密仪器、数学、机械自动化、流体力学等等。
1、技术难点一:光源。
如果把光想象成一把刻刀,那它的光孙滚悉波长越短,这把刀就会越锋利。7纳米的芯片意味着,在每个元器件之间,只允许有几纳米的间距,相当于头发丝的万分之一粗细。
要制造这样的光源,必须使用一种特殊的极紫外光。这种光源,很难制造。直到2015年的时候,ASML才研制出一台极紫外光刻机。
目前为止,也只有则乎阿斯麦一家公司,能够生产极紫外光刻机。
2、技术难点二:光学镜头。
主要作用是调整光路和聚焦的。其中,高精密的光学镜头是光刻机的关键核心部件之一。
3、技术难点三:是曝光台的对准技术。
芯片的曝光不能像照相那样,一次就能完成,必须要换不同的掩膜,多次进行曝光才行。而掩膜和硅晶圆之间的每次对准,都必须控制在纳米级别才行。
当曝光完一个区域后,放备世置硅晶圆的曝光台,必须马上快速移动,因为要接着曝光下一个区域。
而要在快速移动中,实现纳米级的对准,其难度是相当大的。
4、实际上,除了光源、镜头和曝光台对准这三个关键技术之外,还有很多的保障性技术难题。
比如说,超洁净的厂房、防止抖动的装置等等。
光刻机是“半导体工业皇冠上的明珠”,想要制造这样一台先进的光刻机,其实就是在挑战整个人类工业技术的极限。而且实际情况要复杂的多。
B. 1965年我国就有了光刻机,为何现在的发展却大幅度落后
中国的光刻机之所以会走向落后,是因为经济发展因素、海外企业竞争力过强以及欧美国家对中国进行了技术封锁。
由于华为遭美国封杀之后,华为的芯片供应也出现了很多的问题,由于芯片的制造离不开光刻机,所以光刻机就成为了网友非常关注的东西,只不过令大家没有想到的是,中国曾在光刻机领域达到过世界先进水平。
虽然中国当时在光刻机领域拥有着不错的技术水平,但是大部分企业在光刻机领域都无法赚得收入和利润,这导致很多企业逐渐放弃了光刻机的生产和研发,正伏亏是由于很多企业不看好光刻机的生产,所以才导致中国在光刻机领域出现了大幅度落后的情况。
C. 光刻机到底有多难制造可能比原子弹还稀有,全世界仅两国掌握
我们都知道,自从华为在5G技术上占得了先机,美国就一直采取各种措施限制和针对华为,甚至直接采取干扰措施。此前,华为消费者业务CE0余承东表示,因为美国对华为实施的芯片制裁已经开始生效,作为华为芯片供应商的台积电,在此后将会终止与华为的合作,华为手机使用的高端芯片在失去供应商以后,过不了多久,华为手机就会出现无芯片可用的情况。
此消息一出,大家一方面因为美国的制裁感到愤怒,另一方面,则是非常惊讶,同时还感到了无法理解,现在的 科技 水平已经这么高了,华为更是国内的优秀企业,为什么芯片还得靠别人,而自己却没有能力造呢?很遗憾,但是事实就是如此,高端芯片,不但华为现在还造不出来,国内也很少有企业的制造水平能达到这种地步,最关键的原因就是,我国在半导体领域的技术还不够高,还没有达到那个高度,所以没有条件建造出精度更高光刻机,而如果没有光刻机的话,就完全没有办法造出符合条件的高端芯片。
其实理由也很简单,就一条,因为关键技术太难桥陪世掌握造不出来,之前有过这么一句话,是评价光刻机的,他说,以我国目前的技术水平来说,我们造的出各种新式导弹,但是却造不出光刻机,所以说,光刻机的稀有程度比原子弹都高。这样的评价可以说是相当中肯的,现在世界上,有9个国家已经可以自行建造原子弹了,而且原子弹的数量还不少,可是完全掌握了高精度光刻机技术的,现在也就只有两个国家,日本和荷兰,差距非常明显。
所以,光刻机的技术难点到底在哪里呢?其中一个关键原因是,要想完成光刻机制造,这个国家的科学水平一定要非常高,而且底蕴深厚,积累足,不仅如此,想完成光刻乱州机的建造,光靠自己是不可能的,其中要用到的很多东西,都必须从国外买。还有一个原因,研发时耗费的资金会非常多,可以说是天文数字。对于中国而言,钱都不是阻碍我们发展光刻机的原因,可是因为中国发展时间不足,所以对该行业不是很了解,熟悉程度也低,别说建造了,研制的时候究竟该从哪里开始,我们刚开始都是一头雾水。想要成功破解光刻机难度是非常大的,在中国看来,难度更是上升了一个档次,让我们在这个方面寸步难行的原因,除开客观条件的影响,还有一道壁垒横在我们面前,那就是西方国家依然还在对中国实行技术封锁,我们当初本来想从国外先引进光刻机,然后再自己进行研制的,所以就和荷兰商议了相关的细节,双方都已经决定交易了,可是美国横插一脚,百般阻拦,荷兰也没有勇气得罪美国,因为美国的再三施压,和中国的光刻机贸易计划只能一拖再拖。
这件事情发生于数十年以前,到了今天,在努力这么久以后,我国对于光刻机的研究又进行到了什么程度呢?根据官方给出的数据我们可以看出,现在来说,数据还不是特别理想,因为我们拥有的光刻机,它的制程是90纳米,而依然处于研制阶段的光刻机,制程缩短到了28纳米的样子,看样子的确是进步颗很多,但是需要注意的是,荷兰的光刻机制程可以达到5纳米至7纳米,我们可以非常直观的感受到,和真正意义上的高精度光刻机相比,我国在这方面还有很长的路要走,所以,华为现在完全没有办法自行制造华为手机需要的高端芯片,用华为的麒麟1020芯片为例,它的制程为最小的5纳米,国内的技术水平完全赶不上。
其实关于这件事情,我们只需要牢记一点就行,那就是,光刻机具有非常关键的意义,如果能拥有它,就代表着敏肢我国的科学技术水平又有了新突破,美国的芯片制裁带来的严重危机也在警醒着所有中国人,要是再关键的高新领域发展不起来的话,就相当于把命脉交到了别人手上,别人随时都可以在这方面拿捏你,这样的情况,会让中国在未来陷入困境。如果想彻底不再受制于人,中国必须在这些高新领域继续发展,继续保持全速前进的状态,加大马力,争取在短时间内提高自己的水平
D. 为什么我们造不出光刻机去买一台别人的,然后拆开,看看是什么零件造的,仿制一台不就行了吗
光刻机对于芯片生产的重要性不言而喻,为攻克芯片卡脖难题,国内掀起一股自研光刻机的热潮。殊不知,光刻机,尤其是EUV光刻机的制造难度,已经超乎绝大部分人想象。
公开图纸也不怕山寨
在全球光刻机市场,ASML无疑是霸主般的存在。针对奇特企业仿制ASML光刻机的问题,ASML总裁Wennink曾公开回应,高端的EUV光刻机永远不可能被模仿。
此前ASML甚至还放出豪言,称即使把图纸公开,也不怕EUV光刻机被山寨!这不禁令人疑问,EUV光刻机到底有多难制造?ASML又何来的自信?
要知道,生产EUV光刻机需要依赖的并不是单一的技术,而是需要各学科和应用工程的交叉。作为半导体领域最为复杂的核心设备之一,EUV光刻机有超过10万个零件,纵使是行业霸主ASML,也需要数千家公司提供帮助。
因此,EUV光刻机的自主研发,绝不是国内半导体领域在短时间内可以攻克的难题。而ASML多年积累的系统集成优势,也是其可以不畏惧公开图纸的主要原因。
中国院士实话实说
芯片国产化大潮之下,关乎攻克芯片生产核心设知镇猜备呼声越来越高,光刻机自然也位列其中。在国内,关于是否要投入大量资源研发EUV光刻机的讨论一直都在。
在2021数博会上,吴汉明院士专门针对此事发声,表示仅靠一个国家就生产EUV光刻机的想法并不现实,这无疑给国内不少自研EUV光刻机的支持者“泼了冷水”。
不过笔者却认为,吴汉明院士所说属于事实。EUV光刻机的每一个零部件,都已经达到了行业内的顶尖水平,比如美企提供的光源、德企提供的光学系统等,仅凑齐这些业内顶级资源,便已是难上加难。
且EUV光刻机的研发需要较长的周期,国内的技术水平、人才储备等本就与国际巨头有着较大差距,冒然进行EUV光刻机的研发,也只能撞个头破血流。
因此,脚踏实地、循序渐进才是国产光刻机实现进步的主要途径。目前,上海微电子已经在着手研发28nm光刻机。
虽然28nm光刻机与ASML最新设计的1nm光刻机有较大差距,但在国内企业不断扩产成熟工艺制程的今天,中低端光刻机研发搭型的稳打稳扎,或许更具意义。
随着上海微电子等国内企业的持续努力,国产光刻机的性能将不断提升,旅正在高端领域取得突破也不是不可能。
E. 中国自主光刻机为何如此难产
光刻机,芯片工艺里面最关键的机器设备之一,当今世界上最顶级的光刻机为燃迹荷兰阿麦斯光刻机,占全球市场份额超过80%以上,几乎可以说是垄断了全球市场,属于无可匹敌的地位。如今五纳米技术已经量产,三纳米技术正在测试,技术领先全球超过两代,之所以那么厉害,主要是因为他们集结了全世界十几个发达国家的最尖端技术的结晶,并不是单独一个公司一个国家的技术成果,而是十几个发达国家合作的成果。
基础科学本身就是任何科技的地基,基础人才培养又是科技是否能突破的关键,光刻机也是一样,基础科学是最关键的,我们并不是造不出来那种顶级的光刻机,关键在于稳定性以及寿命跟故障率,还有就是使用的流畅度是否能做好,这个才是根本问题,基础科学基础人才的培养是关键,当然也不是一朝一夕的事情,需要各方面去积累,这个需要时间。
F. 我们国家有大批科研人员,为什么不能制造出光刻机
光刻机的研发是一个技术问题,高精宴启度的光刻机难度非常大。由于市场的原因,光刻机寡头垄断了除第一种产品外的其他产品,其他产品不赚钱,这意味着第一种和第二种之间的差异将继续扩大,除了第一种产品外,其他差异可能长期存在。
G. 我国可以制造出2nm的芯片,为什么制造不出光刻机
随着科学在各个方面的不断进步,人们使用电子产品的体积也就在不断的缩小,我们使用电脑芯片这方面,在目前使用最虚裂裂好的也就是7nm的制造工业,可是在前不久中科院就发表源差文章说可以制造出2nm的芯片。就会有人问:我国可以制造出2nm的芯片,但是为什么就是制造不出光刻机?其实这是我国科技水平还没达到发达阶段。
而对于光刻机,首先我们国家对于光刻机的技术还是很落后的,就算是国内技术含量最好恶毒光刻机也太能达到22nm,而与我们所研究出来的2nm芯片所要的光刻机根本不在一个档次了。而目前我们想要研制出光刻机,并且我们国家2018年在荷兰定制的两台7nm光刻机至今一点消息都没有,更别说我想要研制出这样的光刻机了
H. 为何国内互联网巨头企业不制造火箭、芯片和光刻机等高精尖科研
图为 某互联网公司 曾 投资建设“达摩院”
中国互联网巨头企业都是层出厅樱不穷的,包括京东、拼多多、天猫等等,中国是一个人口大国 社会 基本的商业活动流量大,因此这些公司以互联网为基础,积极参与 社会 商业活动,在这种高速发展的 社会 ,也推动了互联网技术的革新和应用。而科研则是需要长期积累经验的沉淀,并不是一蹴而就,因此风险比较大。
为何国内互联网巨头企业不去制造火箭、芯片和光刻机等高精尖科研?
每个人都有不同的看法,有些人就会总觉得这个问题就像是:“为什么瑞幸咖啡不去制造坦克”一样,火箭、芯片、光刻机是需要几十年的技术积累,不断地投入研发,毕竟现在互联网技术成熟,甚至不用去搞科研,要是有成熟的技术买过来就行了,比研发来的方便,并且不用冒着失败的高风险去投资高 科技 术。
然而,在中国是一个法制观念很强的国家,火箭并不是随便就可以的,弄炸药开采矿石都是需要很繁琐的手续,更不要说什么去制造火箭、芯片了,且这都属于高精尖项目,不但要往里面砸钱,还需要诸多领域的科学家、物理学家、化学家等专家人员耗费大量的人力物力,和长时间的研究,可能数年来只能成功一次,面对如此之大的消耗,并不是一般人可以顶得住的。扮野丛
然而却也有另一种看法:互联网巨头在凝聚财富的同时,也深知科学技术的进步,是为他们带来财富的重要工具。其中不乏有志者积极在芯片、人工智能、云计算、生物工程等前沿领域投入巨资,开展基础 科技 研究工作。
目前我国芯片技术还不是非常厉害,在5G技术快速发展的契机中,包括华为在内的公司积极发展芯片,其中华为脊局海思的芯片设计直接追赶世界前沿水平。也让华为在全世界脱颖而出。
图为 光刻机
光刻机是芯片制程中的关键工艺设备,这顶尖设备由尼康、佳能等技术领先,特别是荷兰ASML公司几乎垄断高端市场,且受美国影响,不出口中国,成了我国芯片制造工艺技术的卡脖子设备。我国上海微电子公司也制造中国低端光刻机。
图为 火箭
火箭是国家去往太空的重要运载工具,这也是高端军事武器导弹中一项重要技术,通常由国家负责发展。目前我国的火箭在国际上是领先的。包括大家看到的嫦娥五号的发射,这也表现了我国 科技 的力量。
由于太空开发的商业价值很高,我国已有部分民营企业,积极参与火箭技术的发展,为此中国民营企业在制造火箭方面开创了先河。
当然,因为大型互联网企业技术能力强,利润丰厚,老百姓希望他们更多地承担 科技 创新等 社会 责任,这是大家的美好期待,也是 社会 发展的必然。厚积薄发,未来终有一天将会有很多自主企业的先进 科技 迸发而出。(朱艺)
I. 1965年我国就有了光刻机,为什么现在却大幅度落后
我国从1965年起就已经有了光刻机,但之所以现在大幅度落后,可能是由于以下几个原因造成的:
光刻机的印制必须清晰和准确,这一点我国的技术尚未达到。光刻机对镜头技术的要求很高,基本上达到了普通镜头的千万分之一,这就意味着芯片上的所有电路图除了依靠高科技手段之外,还需要有独特的光刻机研发技术,才可以使得芯片上的印制图案清晰准确。虽然我国也有部分的光刻机,但精确度没有外国出口的光刻机清晰度和准确度高,导致我国在后续的芯片研发和光刻机的发展中受到了很大的阻碍,在使用的过程中并没有体现出良好的性价比,种种因素就造成了我国的光刻机在全球都已经大幅的落后。
J. 为什么国家不能联合国内最先进的企业研发光刻机
光刻机基本算是目前世界上科技含量最多的科技产品了,中国可以生产光刻机,但是想生产最先进的光刻机,就不是国内企业可以做到的了,最先进的光刻机凝聚了全球制造业大国的最尖端的科技,可以说是全球科技大国的共同产出品,简单依靠中国国内的科技水平远远无法达到。
芯片是半导体行业的核心,制造芯片复杂而且漫长,提炼高纯硅单晶片、制造前端芯片构建、后端封装测试等。需求经过上千道工序重复制作,涉及50多个行业制造,上千台设备配合完成。
中国无法制造光刻机的技术难度:
1、光刻机的技术难度在山兄于“技术封锁”,一台顶级的光刻机关键设备来自于西方发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等,这些顶级零件对中国是禁运的。所以,ASML曾说“即便给你们全套图纸,你们也造不出来”。
2、光刻机是“人类智慧集大成”的产物,环顾全球,最先进的7nm EUV光刻机只有荷兰的ASML(阿斯麦)能够生产,超过90%的零件向外采购,整个设备的不同部位同时获得了配漏全世界最先进的技术,因此可以在日新月异的芯片制造业取得竞争优势。
3、最顶尖的光刻机集合了很多国家的技术支持,德国为ASML提供了核心光学配件支持,美国为ASML提供光源支持及计量设备的支持,ASML要做的就是做到精确控制,7nm EUV光刻机包含了5万多个零件,德国的蔡司光学设备不精准,美国的Cymer光源不精,都可能造成很大的误差。
4、与德国、瑞典、美国等一些西方国家相比,我国的芯片制造以及超级精密的机械制造方面不具备什么优势,没有超级精密的仪器,自然就很难造出顶级的设备,无法造成顶级的芯片。最关键的是,这些超级精密的仪器根据《瓦森纳协定》对中国是禁运的。
国产光刻机的“差距”:
目前国内技术领先的光刻机研制厂家是上海微电子装备有限公司,可以稳定生产90nm制造工艺的光刻机,相比ASML的7nm制程差距还是比较大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。同样正是SMEE推出90nm制程的光刻机后,ASML对中芯国际的7nm光刻机订单放行。
中国无法购买光刻机的原因:
1、只有投资了ASML的,才能获得优先供货权,而英特尔、三星、台积电拥有ASML很大的股份。ASML的高端光刻机产量有限,2018年18台,2019年30台,其中台积电获得了18台,我国的中芯国际1台。
2、《瓦森纳协定》的限制,瓦森纳协定有33个成员国,逗卖袭中国不在其列,主要目的是阻止关键技术和远见流失到成员国之外,在半导体领域,受限于该协定,在芯片制造、封装、设计等方面,我国一直无法获得国外最新的科技。