我國芯片產(chǎn)業(yè)落后在于光刻機的精度決定了芯片的上限

時間:2018-04-26

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導語:據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析,我國每年光花費在芯片進口上的錢就有將近2000億美金,折合成人民幣就有差不多14000億元,而貴州省2017年的GDP總量也不過13500多億。或許,沒有多少人了解集成電路(芯片是內(nèi)含集成電路的硅片)。

【我國芯片產(chǎn)業(yè)落后在于光刻機的精度決定了芯片的上限】中國民用級芯片嚴重依賴進口已經(jīng)不是一天兩天,從小到手機芯片,大到超級計算機CPU,我們都很依賴國外,可以說就是美國。所以在這次中美貿(mào)易摩擦中,美國就對中國中興公司進行了禁止向其提供芯片7年的處罰。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析,我國每年光花費在芯片進口上的錢就有將近2000億美金,折合成人民幣就有差不多14000億元,而貴州省2017年的GDP總量也不過13500多億?;蛟S,沒有多少人了解集成電路(芯片是內(nèi)含集成電路的硅片)。

但許多人都知道摩爾定律,它是指當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。也就是說在集成電路這個領(lǐng)域,產(chǎn)品持續(xù)保持低成本高性能的發(fā)展趨勢。就在這樣的高速發(fā)展中,世界各國的發(fā)展水平有了比較大的差異。而根據(jù)海關(guān)總署最新的數(shù)據(jù)分析,集成電路相關(guān)的進口從2015年起已經(jīng)連續(xù)三年超過原油進口金額。所以說在國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)公司如火如荼發(fā)展的背后是我們對芯的依賴。更重要的是,現(xiàn)在想提高國內(nèi)芯片的生產(chǎn)水平需要的不止時間,而是整個系統(tǒng)性提升,可以說相當難,甚至可以說比造航天飛機還要難。說到這,大家也就可以知道我們?yōu)槭裁磳γ绹酒羞@么大的依賴了。

所以說在貿(mào)易摩擦的關(guān)鍵時刻這個就成了別人可以使用的一把刀。看到這,肯定會有人問為什么這么難?真的比造飛機還要難嗎?答案是肯定的。一位芯片領(lǐng)域的專家表示一條芯片生產(chǎn)線大約涉及50多個行業(yè),需要2000到5000道復雜的工序。在硅片制造中,最重要的一步就是光刻,它是制造和設(shè)計的紐帶。一片芯片大約只有指甲蓋大小,但其中卻含有千萬電線,并且要保持紋絲不變,精準度極高的光刻機才可以完成它??梢赃@樣說,光刻機的精度決定了芯片的上限??v觀全球,目前能夠提供光刻機的企業(yè)也只有ASML、尼康和佳能三家,ASML(荷蘭費爾德霍芬的半導體設(shè)備制造商,其主要產(chǎn)品是用來生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備曝光機,在世界同類產(chǎn)品中有90%的市占率)更是壟斷了頂級光刻機市場。位于上海市浦東新區(qū)的上海微電子裝備公司(SMEE)是國內(nèi)目前最好的光刻機生產(chǎn)商,好不夸張的說,它與中國C919大飛工程可以等量齊觀(小小芯片就是這么厲害)。

SMEE目前最好的技術(shù)是可以生產(chǎn)90納米的芯片,這個水平相當于國外在2004年的技術(shù)水平,現(xiàn)在他們已經(jīng)可以將芯片做到十幾納米了,至少我們在這一方面落后西方國家將近十年。大家可以看到全球生產(chǎn)光刻機最好的這幾個企業(yè)幾乎都是照相機設(shè)備生產(chǎn)商,而且都有悠久的歷史和強大的技術(shù)積淀。但是在我國,根本沒有相關(guān)的設(shè)備制造商。光刻機的生產(chǎn)過程又偏偏對打磨等技藝要求極為苛刻,鏡片材質(zhì)做到均勻,需幾十年到上百年技術(shù)積淀。上海微電子裝備公司總經(jīng)理表示"同樣一個鏡片,不同工人去磨,光潔度相差十倍。"在德國的工廠,可以經(jīng)??吹阶鎸O三代一塊工作。除此之外,光刻機的制造需要極其穩(wěn)定的光源,光學系統(tǒng)相當復雜,這也是一個很大的技術(shù)難關(guān)。SMEE最好的光刻機包含13個分系統(tǒng),3萬個機械件,200多個傳感器。所以有好的鏡片和光源,但是沒有機械精度,一切都是白搭。據(jù)說在光刻機內(nèi)有兩個工作臺,一個搭載底片,一個搭載膠片,工作時兩個需要同時運動,加速度相當于導彈,且誤差要在2納米以下。光刻機在工作中,一旦其中任何一個部件發(fā)生故障,那么整個光刻機都將無法正常工作(三萬多個機械件保持健康運行也不簡單啊)。上海SMEE公司是在2002年成立,宗旨是為了填補我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白。經(jīng)過近二十年的發(fā)展,SMEE目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出質(zhì)量不錯的光刻機,雖然比不上世界一流制造商的水平,但終究是進步了。光刻機以及其他高科技產(chǎn)品的生產(chǎn),歸根結(jié)底是需要人才,人才是決定因素。曾經(jīng)有德國工程師極其尖銳的指出給你們?nèi)讏D紙也生產(chǎn)不出好的光刻機。合抱之木,生于毫末,九層之臺,始于足下。中國光刻機之路需要的是久久為功和堅持不懈。

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