散英魂寄千萬(wàn)雄鷹翱翔神州,
盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。
01
前沿導(dǎo)讀
據(jù)德國(guó)蔡司SMT部門(mén)(半導(dǎo)體制造技術(shù))發(fā)布的官方報(bào)道稱:
蔡司是全球先進(jìn)光刻機(jī)業(yè)務(wù)的獨(dú)家鏡頭供應(yīng)商,對(duì)于光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),DUV技術(shù)的重要性要遠(yuǎn)大于EUV技術(shù)。即便是采用EUV光刻機(jī)制造先進(jìn)芯片,其芯片當(dāng)中的大多數(shù)IC關(guān)鍵層也是基于DUV技術(shù)制造出來(lái)的。
全球大約有80%的微電子芯片,都是由蔡司與ASML合作開(kāi)發(fā)的光刻機(jī)制造完成,其中有95%的芯片是由DUV光刻機(jī)進(jìn)行制造,掌握了先進(jìn)的DUV制造技術(shù),就相當(dāng)于掌握了全球芯片產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)力量。
02
技術(shù)市場(chǎng)
除手機(jī)、電腦、平板、智駕汽車之類的產(chǎn)品對(duì)先進(jìn)芯片存有極高的需求外,工業(yè)控制、智能家電、燃油汽車等產(chǎn)業(yè)對(duì)于先進(jìn)芯片的需求較弱,更多則是對(duì)成熟芯片的需求旺盛。
對(duì)于成熟芯片來(lái)說(shuō),采用DUV設(shè)備技術(shù)進(jìn)行制造是最優(yōu)的解決方案。
DUV的波長(zhǎng)分為365nm、248nm和193nm,可以覆蓋從0.35微米到14nm級(jí)的芯片制造需求。并且DUV設(shè)備的市場(chǎng)數(shù)量多,制造技術(shù)更為成熟,可以滿足國(guó)際層面多個(gè)企業(yè)對(duì)于成熟芯片的大量產(chǎn)能需求。
而EUV設(shè)備雖然可以大量制造先進(jìn)芯片,但是其整體造價(jià)更高,較DUV設(shè)備是翻倍的售價(jià),基本只有英特爾、臺(tái)積電、三星、SK海力士等國(guó)際大廠才能消化掉。
2018年,中國(guó)大陸的中芯國(guó)際曾經(jīng)花費(fèi)了1.5億美元的資金,向ASML訂購(gòu)了一臺(tái)EUV光刻機(jī),這個(gè)采購(gòu)價(jià)格相當(dāng)于中芯國(guó)際上一年全年的利潤(rùn)。
隨著美國(guó)制裁的一步步收縮,荷蘭政府迫于美國(guó)的壓力,撤銷了ASML向中國(guó)出售EUV光刻機(jī)的許可,暫停產(chǎn)品的交付。
EUV被封鎖,但是DUV設(shè)備還可以繼續(xù)交付,所以中國(guó)企業(yè)在2022年和2023年期間,向ASML采購(gòu)了大量的光刻機(jī)和制造耗材,提前囤積設(shè)備,盡可能保證國(guó)內(nèi)芯片的產(chǎn)能效應(yīng)。
制造成熟芯片的主力設(shè)備是浸潤(rùn)式DUV光刻機(jī),浸潤(rùn)式的上一代技術(shù)是干式技術(shù),干式光刻機(jī)的鏡頭分辨率受芯片上方空氣空間的限制,無(wú)法進(jìn)一步縮短,已經(jīng)接近于設(shè)備的物理極限。
于是前臺(tái)積電工程師林本堅(jiān)在空氣空間中加入高純度的水,光源打入水中產(chǎn)生折射,從而縮短光源波長(zhǎng),將光刻機(jī)鏡頭的分辨率提升至≤40nm,可以制造出更加先進(jìn)的芯片產(chǎn)品,同時(shí)也極大提升了制造效率。
在浸潤(rùn)式光刻機(jī)的制造中,其鏡頭均為德國(guó)蔡司為其單獨(dú)定制的鏡頭,全球也僅此一家可以制造出符合要求的光刻機(jī)鏡頭。
現(xiàn)在的國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)設(shè)備,想要將浸潤(rùn)式設(shè)備開(kāi)發(fā)完成投入商用 ,面臨的核心問(wèn)題就是提升光源發(fā)射器與配套零部件的兼容度,提升制造芯片的良品率。
03
成熟芯片
據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)的調(diào)查報(bào)告顯示,中國(guó)大陸地區(qū)在28nm及以上的成熟芯片產(chǎn)能當(dāng)中,占據(jù)著極大優(yōu)勢(shì),其占據(jù)了全球成熟芯片市場(chǎng)的33%,并且該產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)還會(huì)在未來(lái)的多年內(nèi)持續(xù)增大。
先進(jìn)芯片固然重要,但成熟芯片的整體市場(chǎng)要遠(yuǎn)大于先進(jìn)芯片。
以汽車產(chǎn)業(yè)舉例,不管是燃油車還是新能源汽車,其對(duì)于先進(jìn)芯片需求最旺盛的模塊也就是車機(jī)芯片和智駕芯片。而其他的控制器、傳感器、功率芯片等產(chǎn)品,均是成熟制程的芯片。這些芯片需要滿足車規(guī)級(jí)要求,需要具備低成本、高穩(wěn)定、耐高溫、耐腐蝕、衰弱周期長(zhǎng)等嚴(yán)苛要求。
先進(jìn)芯片對(duì)于汽車行業(yè)的作用,除了高階輔助駕駛,剩下的就是提升車機(jī)操作的流暢性,本質(zhì)上還是手機(jī)和電腦領(lǐng)域的應(yīng)用范疇。
除汽車產(chǎn)業(yè)外,家電產(chǎn)業(yè)和工業(yè)控制均需要低成本、穩(wěn)定性強(qiáng)的成熟芯片進(jìn)行產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)。這些龐大的應(yīng)用市場(chǎng),讓中國(guó)企業(yè)在被美國(guó)制裁的情況下,找到了產(chǎn)業(yè)突破口。
中國(guó)企業(yè)的手中存有大量ASML的DUV光刻機(jī),這些設(shè)備可以持續(xù)以高效率的狀態(tài)制造成熟芯片。
一旦中國(guó)企業(yè)的成熟芯片在國(guó)際層面占據(jù)了大量市場(chǎng)份額,那么中國(guó)企業(yè)便可深度融入全球的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,以實(shí)現(xiàn)海外企業(yè)對(duì)中國(guó)產(chǎn)品的依賴性,從而提高中國(guó)企業(yè)在國(guó)際芯片市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán)。
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