EUV光刻机想必大家都有所了解,今天笔者和大家说一些EUV光刻机背后不为人知的故事。
现代科技的发展,人工智能也就成为了最为出色的科技产物,芯片处理器的需求量开始不断地加大。除了人工智能,现在我们身边的电子科技,比如手机、电视、电脑等产品都需要芯片作为系统运行的主要支持。目前对芯片用量最大的就是手机上面了,每一年有上亿部手机进行销售,现在消费者对性能上面的追求,芯片的设计商开始不断的升级芯片,其中最主要的就是制造芯片的工艺。
芯片的制造工艺目前最先进的就是5nm工艺技术,台积电方面正在研究3nm和1nm工艺技术,但是我国的中芯国际现在刚刚实现14nm工艺的量产,N+1工艺的芯片正在加快进度。对于更先进工艺的芯片在制造中,有一个起着关键性作用的东西,那就是光刻机。光刻机是生产芯片最主要的工具,特别是工艺技术更加精密的芯片。如果想实现5nm.以下的芯片制造工艺,就必须采用EUV光刻机。EUV光刻机并不是像普通的光刻机那样好买,目前全球只有一家可以制造EUV光刻机,是荷兰的ASML公司,并不是ASML垄断了EUV光刻机的市场,而是EUV光刻机的技术太复杂,太难了。
EUV光刻机的技术其实在很多年前就开始研究了,先后一共加入了40多个国家和地区进行技术上的研究。最早开始的是美国,在1996年,美国展开了电子束和软X射线光刻技术的探索,但是在当时并没有想用到商业中去,只是用作研究所以及相关大学的科研。在97年的时候,美国的多家科技企业联合进行EUV技术的开发。在99年对EUV光刻机的基础研究已经被ITRS确认为新一代光刻机发展的方向及目标,这也就说明EUV光刻机在未来的地位,以及谁先掌握技术谁就会掌握新一代芯片生产的主动权。
在当时,半导体被四分天下,美国借此机会巩固自己的领导地位;欧洲在当时半导体行业节节衰退,EUV光刻机技术也成为了拯救欧洲的救命稻草;韩国和日本也是开始疯狂出手,几乎是不惜一切代价想去占领制高点。美国在这次的技术研究上,高等院校、高科技企业以及各个研究院,总共加起来投入了有50多个单位。欧洲更是下了血本,有35国家参与,共计110个研究单位。日本就比较的悲剧性,1998年的时候就开始断断续续的研究光刻机技术,但是到了2002年才专心投入研究。韩国整合了国内的科研领域比较靠前的企业和高校一起进行。
EUV光刻机的技术含量可不是说着玩的,这么多的国家在研究的道路上可以说是非常的艰难,从基础到技术开发再到芯片集成最后成型,可没有所谓的近路可以抄袭,只能一步一个脚印慢慢的摸索。在攻克难关的过程中,第一关光源的突破就让所有的研究者吃尽了苦头。EUV光源有两种,一种是LPP光源,另一种是DPP光源,这两种光源无论怎么利用,出现的问题都是同一个,都是转化利用率太低。到,还没有适合为EUV光刻机提供41KW级别的激光源,其主要的目的就是提高利用率。
EUV光刻机发展比较缓慢还有一部分原因来自市场的局限性。目前EUV光刻机的市场十分有限,并且用的企业并不多,可以说是屈指可数,一年的出货量虽然说在增加,但是也都是在20-50之间徘徊。ASML公司出售的EUV光刻机价格也是非常的昂贵,毕竟研发成本摆在那里,以目前的出货速度研发的费用都很难收回。为了解决无法回收高额的研发费用,专家们也是纷纷开始分析商业模式转化,并且在考虑如何有效地将收益最大化,并对EUV光刻机的前景做出了高度的认可,这也给ASML公司提供了充足的机会。
EUV光刻机技术发展到现在,最成功的就是美国一派,其他的国家只是跟着“打酱油”,EUV光刻机技术带来的收益是渺小的,但是它会带动整个国家半导体行业的发展,这也是为什么这么多家国家争抢的原因。原子弹研发很难,但是很多国家都有,EUV光刻机技术更难,现在只有一家企业在出售,可见EUV光刻机的研发技术远远超过了原子弹。ASML公司曾经表示,就算把EUV光刻机的图纸公之于众,其他的国家也没有办法进行山寨,也看得出ASML公司对此还是比较有自信的。
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