
随着现在科学技术的快速发展,电子产品的更新换代也变得越来越频繁,而作为电子产品中极其重要的一部分,芯片在我们的生活中也变得越来越重要。很多人只知道芯片的重要性,但是对芯片更多具体信息并不了解,简单来说,芯片就是一块硅片上,放着集成电路所形成的各种线条。芯片虽然小,但是制造工序却极其复杂,因为要在这么小的东西上集成数以亿计的电路,不能够通过手工来完成,只能够通过其他设备的辅助。而这能够起到关键性辅助作用的设备就是生产芯片所必需的光刻机。中国现在是芯片进口大国,每年都要从国外进口巨额的芯片,因为中国国内的企业能生产的芯片都只是低质量的芯片,根本不能够满足要求更高的电子产品的需求。所以我国的芯片技术跟世界顶尖技术之间还存在着很大的差距。
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中国的14纳米芯片生产线
中国的高端光刻机,被日美垄断的光刻机核心部件
手机,电脑等电子产品离开芯片就会无法正常运行,而芯片的生产却离不开光刻机,所以说光刻机的存在对现在的科学社会而言极其重要。光刻机目前在我国依然属于需要进行大力研发的核心科技之一。不过,由于光刻机制造工艺复杂,而且需要极高的科技水平,即便我国的科学家们这些年一直都在光刻机领域研究,跟世界上的一流企业之间还是存在着很大的差距。
由于光刻机生产步骤复杂,所以目前世界上能够生产出光刻机的公司寥寥无几,即便是像欧美这样的发达国家,也没有能够生产自己光刻机的产业。目前世界上最杰出的,能够生产出最先进的光刻机的企业只有ASML公司。如果从数据来看,半导体加工业基本被荷兰跟日本垄断,而来自荷兰的ASML公司在光刻机的市场份额占据了八成,这是同属于生产光刻机公司的日本尼康没有办法相比的。但是在半导体加工领域,除了光刻机之外,光刻机的核心部件光刻胶的作用也十分重要。
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荷兰ASML公司制造的光刻机
光刻胶是光刻过程最重要的耗材,光刻胶的质量对光刻工艺有着重要影响,其主要作用,是在光刻过程中,起到防腐蚀的保护作用。跟光刻机一样,光刻胶也被其他国家的企业所垄断,全球光刻胶主要企业有日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、住友化学、信越化学、美国罗门哈斯等,市场集中度非常高,所占市场份额超过85%,中国大陆所占的市场份额不到10%。我国光刻胶的产量远远低于需求量,而且这个差距每年还在扩大,导致我国很多光刻胶只能够跟日本或者美国等企业进口,而且进口的价格也是十分的高。
如果是低质量的光刻胶,中国还能够勉强生产,而对于高端半导体光刻胶领域,我国真的就是完全处于空白阶段,没有企业能够生产出满足需求的光刻胶。而目前在高端半导体光刻胶领域领先的日本,在对技术含量要求最高的ArF光刻胶领域,市占有率高达93%。而ArF光刻胶领域能够适用于28nm到7nm工艺的光刻机制造。中国跟顶尖技术之间还存在很大的技术壁垒。
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全球5483件光刻胶研制专利地区分布图
被垄断的光刻机核心部件,中国将要实现量产
早在2005年,中国就已经立项光刻胶研究,但这些年始终未能取得重大突破。光刻胶的研发不仅仅需要资金,人力,还需要时间的投入,我国目前的光刻胶产业依然处于发展阶段,想要短时间之内获得巨大的进步不现实。为了能够早起在高端光刻胶领域突破日美企业的技术垄断,国内包括北京科华、南大光电以及上海新阳都等在内的多家公司,都进入了攻关阶段。
而南大光电近日也传来了好消息,在5月22日的时候,南大光电在自己的平台上透露,该公司自研的ArF光刻胶已经获得巨大的进步,按照公司的计划进入到客户测试阶段。这个消息让不少关注光刻胶进展的人感到高兴,要知道,南大光电这个消息意味着我国终于在高端光刻胶领域取得突破。
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提出“193nm光刻胶项目”的南大光电
南大光电好消息的背后却是团队成员几年的奋斗。在2017年的时候,南大光电公司就已经成立了 “193nm光刻胶项目”,而且还得到了国家的高度重视,获得了国家“02专项”的相关项目立项。“193nm光刻胶项目”拟实施高端集成电路制造用193nm光刻胶材料以及配套关键材料研发及生产项目,这个项目一期总投资预计为9.6亿元。当时南大光电对这个项目十分有信心,表示达产后年产值预计在3.75亿元。
从目前的消息来看,南大光电已经实现了当初计划的目标了,只需要用时间投入量产就行。虽然耗费了三年的时间,但是能够缩短跟日美技术之间的差距也是一件值得的事情。不过,我国目前还没有能够生产出EUV工艺的光刻机,所以南大光电的光刻胶在中国市场并没有什么前景,但是能够跟日美企业在世界市场分一杯羹也是一个重大进步了。
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ASML价值上亿元的EUV光刻机
总结
中国芯片产业起步晚,所以配套设备现在还没有办法跟上,国内没法供应,但是,中国想要进步,技术跟上是必须的。我国的华为,中芯国际等企业都在为芯片国产而努力,而在光刻胶供应上,类似南大光电的企业的辅助也是十分重要。国产芯片是必经之路,但是也是急不来的一件事情。随着5G时代的到来,中国必须要拥有自己的中国芯,才能够不受其他国家的控制。