9月上旬,工信部发布的《首台重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》中,详细列出了两款国产光刻机的信息。
但有趣的是,围绕这款光刻机的分辨率和实际工艺水平,网络上出现了不同的声音。有人说它能做8nm芯片,有人说14nm,还有人干脆表示它最多只能达到28nm。那么,这款光刻机到底能实现多少nm的芯片生产?
根据工信部发布的信息,这次国产光刻机分为两款:一款是氟化氪光刻机,另一款是氟化氩光刻机。我们这里讨论的焦点,就是那款氟化氩光刻机。简单科普一下,光刻机的工作原理是通过特定波长的光线,把设计好的芯片电路图形印刻在硅片上。波长越短,能刻出的电路图形就越细,最终也就能制造出工艺更精细的芯片。
这款氟化氩光刻机的照明波长是193nm,这个波长属于深紫外(DUV)光刻机的范畴。简单来说,它比常规的紫外光更短,也就意味着它能做出更高精度的芯片。根据官方公布的信息,这款光刻机的分辨率达到了65nm,而其套刻精度为≤8nm。也就是说,在理论上,它的最小特征尺寸可以精确到8nm。
不过,大家要注意,这并不意味着它就是一款8nm的光刻机。虽然它理论上可以支持8nm的精度,但在实际操作中,生产8nm芯片的良品率非常低,成本也会极其高昂。因此,这款光刻机虽然具备8nm的潜力,但并不适用于实际的8nm量产。
很多人可能会问:“既然这台光刻机能做到8nm,那为什么不能量产8nm芯片呢?” 这就要说到芯片生产中的一个关键因素——良品率。简单来说,良品率指的是在生产过程中,能够成功制作出合格芯片的比例。如果良品率太低,哪怕技术上能做出更先进的芯片,实际的成本也会非常高,根本不适合大规模生产。
拿台积电举个例子,台积电曾用ASML的1970i型光刻机生产过7nm芯片。这个型号的光刻机分辨率远达不到7nm,但台积电通过多次曝光的方式,实现了7nm的芯片制造。不过,这种方式并不是最佳选择,因为多次曝光意味着设备的使用效率会下降,生产周期变长,良品率自然也低。因此,台积电后来还是转向了更先进的设备,比如2000i型光刻机,甚至是EUV(极紫外)光刻机来实现7nm的量产。
国产的这款65nm氟化氩光刻机虽然可以通过多次曝光制造更小尺寸的芯片,但就像台积电的1970i一样,成本会非常高,良品率也很难保证。因此,虽然它理论上可以做8nm芯片,但在实际大规模量产中,基本是不可能。
既然8nm不太现实,那14nm呢?这里就要提到中芯国际了。中芯国际目前已经可以量产14nm芯片,而他们用的是从ASML采购的DUV浸润式光刻机。相比国产的这款65nm氟化氩光刻机,中芯国际使用的设备分辨率更高,产能也更强。
我们这台65nm光刻机虽然具备一定的浸润式技术,但和ASML的高端设备相比还有不小差距。因此,虽然通过技术优化和多次曝光,它可以生产14nm的芯片,但要做到大规模量产,仍然存在很大的技术瓶颈。
然而,14nm芯片目前对我国的工业需求来说,已经足够了。根据业内分析,14nm的芯片工艺可以满足我国70%的工业需求,尤其是在汽车电子、家电等领域。所以,即便这台65nm的光刻机不能完全满足14nm的量产需求,它在满足国内市场上的特定需求时,仍然具备一定的实用价值。
其实,更多业内专家认为,这款65nm光刻机最合适的目标并不是8nm或者14nm,而是28nm。这也是为什么网络上很多人把它称为“28nm光刻机”。28nm工艺虽然已经不算最先进,但它的技术相对成熟,良品率高,生产成本也比较低。
更重要的是,28nm芯片是目前我国半导体厂商的主力产品。比如中芯国际在南京、深圳等地已经建造了多座28nm晶圆厂,用来生产各种28nm芯片。与此同时,台积电也在大陆建造了28nm的晶圆工厂,用来与中芯国际竞争。这说明28nm芯片仍然是市场上的“战场”。
对于我国的半导体行业来说,能够实现28nm工艺的国产化,已经是非常重要的进步了。28nm芯片广泛应用于智能家电、汽车电子、物联网设备等领域,因此其市场需求依然很大。如果我们的65nm光刻机能够成功量产28nm芯片,不仅能降低对外依赖,还能提升国内芯片的整体供应能力。
总的来说,这款国产65nm氟化氩光刻机的发布,无疑是我国光刻机技术上的一大突破。虽然它在理论上可以实现8nm甚至更小的芯片制造,但从实际良品率和经济效益来看,当前阶段它更适合用于28nm甚至65nm的芯片生产。
不管怎样,这款65nm光刻机的亮相,标志着我国在光刻机领域迈出了坚实的一步。光刻机作为芯片制造的关键设备,其重要性不言而喻。虽然我们在高端光刻机领域还与世界顶级水平有差距,但相信在不久的将来,中国光刻机的技术水平会迎头赶上,最终实现更多的自主创新与突破。
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