EUV光刻机难还是原子弹难?

最近几个月,关于我们芯片被美国卡脖子的愤怒在神州大地不断蔓延,于是很多人都把目光纷纷投向光刻机这个东西,并信誓旦旦一定要造出属于我们自己的光刻机,理由是我们在一穷二白的年代连原子弹都能造,还怕你光刻机吗?

那么,究竟是造光刻机难?还是造原子弹难?

汽车维修网小编虽然不是这方面的专家,但在近半年多以来,汽车维修网(www.qcjslm.com)汽车维修网小编也一直在通过很多专家、媒体或者渠道在了解芯片制造的一些基础知识,那汽车维修网小编就斗胆聊聊这个需要集全球知识与技术于一身的话题。

这里就不讨论它的制造过程,那不属于汽车维修网小编的专业领域,只说一些汽车维修网小编了解到的难点。

根据光刻机的发展历程以及它所采用的光源区别,我们把光刻机依次可分为紫外光源(UV)、深紫外光源(DUV)、极紫外光源(EUV),它们的工作原理汽车维修网小编就不班门弄斧了。

如果没记错的话,想要生产7纳米以下(说错请见谅)的芯片,就需要使用EUV极紫外光源的光刻机,EUV光刻机也是目前全世界最先进的一种光刻机,而现在全世界能造它的就独一家:ASML(阿斯摩尔,荷兰的镇国之宝)

单台售价就高达近1.5亿欧元,折合人民币近11.8亿元。

光刻机之所以那么贵,是因为在它身上结合了很多涉及芯片制造的全球顶尖公司技术,比如三星、台积电、英特尔等,还有数不清的相关产业制造等等,在芯片的整个生产过程中将涉及到 IC 设计、IC 制造与IC 封测这三大环节,其中最大的难点和关键在于如何将电路图从掩模上转移至硅片上,而这个过程就是通过光刻来实现的。

在这里提一句,我们还在为能不能造出光刻机而努力的时候,台积电已经宣布攻克2纳米芯片了,而2纳米芯片又将是一个全新的领域,因为它将采用全新的生产原料与制造流程,这意味着未来在2纳米芯片的领域里,台积电将拥有绝对的话语权,而三星在今后可能真的只有哭的份了。

所以光刻机的工艺水平将直接决定芯片的制程水平和性能水平,而我们从前面的介绍也可以看到,光刻机只是整个芯片制造的其中一环,当然它也是最重要的一环,但想要完成光刻机的设计与制造,我们就必须将以下这些科技实力掌握在自己手中,包括:高分子物理与化学、表面物理与化学、数学、光学、流体力学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别等。

尚且不说我们有没有这么多的人才储备,既然光刻机集合了很多公司的知识科技在里面,那就势必会涉及到知识产权的问题。

可能很多人这些年也感受到我们对知识产权的保护开始越来越严了,最典型的例子就是对盗版电影的打击,而国外对知识产权的保护力度只会更严,这里面就涉及到美国、日本等在半导体方面有着强劲实力的公司。

所以我们自己想要造光刻机就必须先突破他们的知识产权封锁,这又是一条很艰难的道路。

那么原子弹呢?

回想一下,我们在造原子弹的时候,军事工业的基础是谁帮助建起来的?

答案是苏联。

那原子弹的制造设计方面,我们又拥有哪些科学家呢?

汽车维修网小编稍微说几个:

有曾在居里夫妇指导下从事放射线研究的科学家钱三强;

有从美国回来的加速器设计和制造方面的科学家赵忠尧;

有清华大学毕业后去德国留学的物理学家王淦昌;

有我们的“原子弹之父”,核物理学家邓稼先;

……等等

当年这些科学家除了拥有一颗火热的爱国之心以外,他们大多都还拥有一个共同点,那就是他们几乎都是留洋归国,而且都在西方国家学习或者从事航天、核物理等相关知识的深造与工作,并且几乎都是那些领域的顶尖人才。

就是在这种背景下,我们才在那个一穷二白的年代下造出了“惊天一响”。

那试问,在我们如今的人才储备里,有多少人能做到邓稼先他们那样的成就?

就算我们现在拥有很多人才,能造出光刻机了,但在芯片制造的众多步骤里,光刻机也只是其中一个环节罢了。

比如芯片生产需要绝对的无尘环境,任何比头发丝还要细数倍,甚至是数十倍的灰尘都会影响到芯片的最终良品率,它其中有一种清洗液(具体名字实在想不起来),目前全球只有日本能产,因为只有日本这家企业能将这种清洗液做到几乎绝对的纯净。

此外,芯片制造对于加工精度的要求是非常,非常(此处省略一万个非常)高的,举一个例子:如果我们把一张晶圆片的尺寸放大到德国的面积,那在制造过程中,整个晶圆片表面的高低误差范围是多少?

答案是:1厘米!!

综上所述,芯片制造并不是很多人想象的那样,买来一台光刻机就可以造出芯片了,不然武汉宏芯抵押给银行的那台光刻机早就被人赎出来了。

芯片制造是一个上下游众多产业链的大集合,除了前面提到的难点以外,还有比如芯片造出来后需要如何包装与运输,因为这些载体都要求拥有绝对的抗震性与稳定性,不能在运输颠簸过程中对晶圆片产生一丝一毫的损坏。

此外,就算光刻机来了,厂家应该如何组装?然后如何调试?

如果你不会组装的话,就算给你一台光刻机你也没辙,因为光是组装它就需要具备非常高的精密性。

如果说原子弹可以通过将一群科学家聚在一起造出来的话,那芯片可能就需要从原材料到成品运输的过程中,将数以千计的供应商全部整合在一起,而且每一个供应商都必须拥有绝对过硬的技术,只要其中一个有瑕疵,结果就是直接影响芯片的成品质量。