中科院光刻机专利技术

如果说自主技术,其实中国的光刻机还停留在SMEE的90nm水平,但实际上代表了国内最先进的光刻机水平。而光刻机巨头阿斯麦目前的水平是7nm EUV,实际上正在向更先进的5nm工艺水平的极紫外光刻机迈进。国内与国际水平差距明显。

-资料来源:上海微电子、官网和光刻机。光刻机是半导体芯片制造行业的核心设备,是芯片制造过程中的重要环节。可以说,光刻机直接决定了芯片的质量。同时也代表了高端半导体设备的制造水平,支撑了集成电路产业的发展。然而目前荷兰阿斯麦垄断了高端光刻机的市场份额,日本尼康和佳能在中端却同时争夺低端市场。而上海微电子只有低端的光刻机市场。至于28nm,14nm,7nm这些级别,距离还是比较远的。

为什么掩模对准器很难?光刻机涉及的技术非常复杂,需要很多顶尖企业的合作。荷兰的阿斯麦不是自己做,而是和英特尔、台积电、三星、海思等多家芯片巨头合作。国内制造高端光刻机存在各种各样的阻滞问题。一方面因素源于我们无法自主生产这些高端零件,这也是国内光刻机90mm长期停滞不前的原因。其次,光刻机最难的是紫外激光光源。它需要通过光束校正器、能量控制器、光束形状设置和快门获得频率稳定、能量均匀的光源。还有镜头模组,这是一个极其复杂的系统工程,要保证光线穿过物镜不变形。这些无疑给生产制造带来很大阻力。此外,掩模对准器对准系统需要具有近乎完美的精密机械技术。它涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密材料传输、高精度微环境控制等多项先进技术。

目前国内相关机构也在重点研究光刻机技术的突破。比如中科院光电所研发了22nm的光刻分辨率,结合双曝光技术,可以制造10nm芯片。但需要明确的是,光刻机要实现量产,需要几万个零件的高精度支撑,国内产业链还没有达到。的确,芯片制造和一些发达国家差距很大,主要是光刻机的限制。自主生产高端零部件很难,生产紫外光很难,生产精密机械很难……即使是国内最先进的上海微电子也还有很长的路要走。