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中国的光刻机技术和荷兰的光刻机技术, 关键点的区别

发布日期:2022-05-07

中国光刻机和荷兰光刻机的差距是全方面的,这里面不仅是系统集成商的差距,也包括各种核心配件上的差距,比如光源、镜头、轴承等等一些精密部件。

系统集成商上的差距

目前我国能量产的最先进光刻机是90nm工艺,由上海微电子(简称SMEE)生产。这点和荷兰ASML生产的7nm光刻机可不是一代二代的差距,完全是天壤之别,在整个产业链中我们就是属于低端产品,连中端都算不上。

荷兰ASML光刻机

目前整个光刻机市场是荷兰占据8成的高端市场,中端主要是日系厂商尼康佳能,剩下我们国产的光刻机只能用于国内一些低端市场(SMEE占了80%的份额)。而这个低端市场ASML未来也想吃掉,因为随着国内半导体行业的发展,已经成为全球第二大光刻机市场,潜力巨大。

当然,这些年SMEE研发工作一直没停过,差距也再一点点的缩小。早在2018年时已经在验证65nm工艺的光刻机,从时间上来说已经差不多可以量产了,剩下45nm工艺的光刻机也在研发中。

为何我国光刻机会有如此差距

那么为什么我国的光刻机会和荷兰ASML出现较大的差距?如果要深究的其实就两点,一是欧美西方国家对我国的封锁,二是国产配件跟不上。

1、欧美产业链对我国的禁运:

荷兰ASML光刻机之所以能做成,最关键的一点就是能在全球范围内拿到最好的配件,如德国蔡司的镜头,美国的光源系统,瑞典的轴承。现在ASML 7nm光刻机整体有13个子系统,其中90%的配件都是向全球各种顶尖制造商采购。ASML拿到这些配件在经过自己的精密设计和制造将其打造成一台完美的高端光刻机。

而SMEE无法像荷兰ASML一样实现全球采购,根据1996年欧美签署的瓦森纳协议,欧美很多高精端仪器或者配件都对中国禁运。这种禁运对光刻机造成了很致命的打击,其实很多人可能不知道,SMEE早在2008年就研发出来了90nm前道光刻,但是由于禁运一直无法正式商用,最后不得不重新转向去研发后道光刻机。

ASML光刻机细节图

2、国产产业依旧落后:

由于国外对中国进行禁运,我国现有光刻机不得不使用国产核心组件,而这也是与荷兰ASML差距较大的原因之一,很多的核心组件都无法和国外厂商的配件相比。目前国内这块最大的差距是移动精度控制,其次是光学系统,比如激光光源等。

当然,在光刻机核心子系统上我国也是在努力追赶,比如双工件台有清华大学承办研发(见下图)华卓精科进行产业化,长春光机所承办研制物镜,科益宏源在光源方面实现了ArF准分子激光光刻技术,以上这些厂商的努力将有助于最后SMEE集成制造出更先进的光刻机。

综合来说,荷兰ASML能打造出全球领先的光刻机是因为其背后整个发达的欧美产业链,是西方资本以及整个半导体工业合力堆砌出来的企业,没有这些企业ASML也是白搭。而我国未来想要能追赶上荷兰ASML,制造出先进的光刻机,不仅需要各种核心组件要有新的技术突破,更需要整个半导体上下游产业一起努力。

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