近年来,人们对芯片制造设备光刻机有着特殊的热情,有关信息也是不断的。如果我们能拥有一台高端光刻机,我们能制造出高端芯片吗?其他制造芯片的设备、材料和技术是否受到限制?当然,答案不是,芯片制造过程、其他制造核心设备、材料是芯片制造的关键。
拥有光刻机并不一定能制造芯片,科技基础和技术人员是第一位的。
现在,芯片的制造工艺不能简单地认为是14纳米、7nm、5nm或3nm。晶体管的最小体积总是有限制的。当接近物理极限时,芯片的制造过程也会遇到极大的困难。三星和英特尔之所以跟不上台积电,是因为缺乏高端光刻机!
2019年年底,中芯国际实现了14 nm芯片的制造工艺。实现技术突破的关键人物之一是梁梦松,他在加入中芯国际不到一年后就打破了芯片制造技术的僵局。梁梦松曾在台积电和三星担任技术主管,这项技术毋庸置疑。
在梁梦松加入中芯国际之前,中芯国际在2015年实现了28 nm芯片的制造工艺。为什么在接下来的三年里没有取得突破,一方面是关键技术人员的缺乏,另一方面是技术和物理极限挑战的难度越来越大。
晶体管继续接近物理极限,让单个芯片制造商望尘莫及。例如,核心声称放弃了7nm以下芯片制造工艺的研究和开发。这意味着研发资金很高,三星和台积电正在领先。
那么,我们的国家也在追随核心!事实上,我国的芯片制造并不是首先考虑利润,而是为了改善半导体产业的生态。从科技战略的角度来看,半导体产业是未来科技支持的基石,必须自己掌握。
芯片制造设备有四个关键,不仅仅是光刻机
光刻机、离子注入机、蚀刻机和薄膜沉积设备被称为集成电路制造的"四王孔",同时芯片制造成本的比重很高,设备的技术含量也很高,其中蚀刻机近两年已进入国际先进水平。
最近,北京中新电子设备有限公司研制的高能离子注入机成功地实现了数百万电子伏特高能离子的加速,其性能已达到国际先进水平。
离子注入是在硅片光刻后将离子束注入硅材料表面以改变材料表面层物理性质的过程。
2019年,美国应用材料和Axcelis占据了离子注入机行业全球市场份额的70%。
在芯片制造中,光刻机只是制作芯片的一把"刀"。厨师不仅需要很好的刀工,而且还需要良好的烹饪技巧和适当的切屑制造技术、技术、人才和相关设备。
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