中国的光刻机,现在达到多少纳米了?

2025年3月,深圳新凯来技术公司携"名山五器"高调亮相。

从峨眉山外延炉到长白山薄膜沉积设备,以中国名山命名的半导体设备,正用最中国的方式宣告:属于ASML的"光刻霸权"时代即将终结。

让人想起三年前华为Mate60发布时的场景:当拆机博主发现麒麟9000S芯片的"去美化"程度高达百分之九十时,全网沸腾的背后是无数工程师的辛酸。

当时,中芯国际的工程师们用DUV光刻机反复曝光14次,才勉强实现7nm芯片的"曲线救国"。

而今天,上海微电子的28nm光刻机已实现量产,中科院的EUV光源功率突破50瓦。

中国的光刻机,现在达到多少纳米了?-有驾

从"米粒刻字"到"纳米绣花"

光刻机的精度有多恐怖?

相当于在指甲盖大小的硅片上,用紫外线"刻"出数百亿个晶体管,每个晶体管的误差不能超过头发丝的五千分之一。极致的工艺,让中国在2002年启动光刻机研发时,被外界视为"痴人说梦"。

但2024年9月工信部的一份文件改变了这个“不可能”。

《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》将65nm氟化氩光刻机和110nm氟化氪光刻机纳入国家推广名录,意味着国产设备正式进入产业化阶段。上海微电子的SSA600系列光刻机,用四倍缩小投影物镜和六自由度减振工件台,硬生生把套刻精度压到了5纳米——数字,已经逼近ASML十年前的水平。

华中科技大学陈学东院士团队研发的准零刚度减振器,把光刻机的振动传递率从百分之三降到百分之零点三。

微小的进步,让国产光刻机的良品率直接飙升百分之十五。技术已应用于航天器的姿态控制系统,实现了"上天入地"的技术反哺。

核心突破点:

• 光源革命:中科院的全固态DUV光源绕开传统气体依赖,理论支持3nm工艺。

• 精度跃升:华卓精科双工件台精度达±0.8nm,物镜数值孔径(NA)提升至0.75。

• 成本颠覆:鼎龙股份的光刻胶价格仅为日本同类产品的百分之六十。

中国的光刻机,现在达到多少纳米了?-有驾

产业链上的"诺曼底登陆"

当新凯来的"武夷山"刻蚀机进入中芯国际5nm试验线时,远在荷兰的ASML总部正经历着微妙变化。2024年第三季度财报显示,对中国大陆的销售额同比暴跌百分之四十二,而深圳海关的数据却显示:半导体设备进口额逆势增长百分之三十七。

"剪刀差"背后,是国产设备替代的加速度。

光刻胶巨头鼎龙股份用三年时间攻克浸没式ArF光刻胶,将日本企业的垄断价格打落神坛;清溢光电的28nm掩模版误差控制在3nm以内,价格却只有德国海德堡的六成。

华为与新凯来联合开发的SAQP(自对准四重成像)技术,让DUV光刻机通过四次曝光实现5nm制程,这种"螺蛳壳里做道场"的智慧,硬生生在EUV封锁线上撕开缺口。

但真正的杀手锏藏在长春光机所。他们研发的高数值孔径物镜(NA 0.75),虽然距离ASML的0.93仍有差距,却通过量子隧穿效应实现了分辨率跃升。配合中科院的全固态193nm DUV光源,这套"土法炼钢"的组合拳,竟在实验室环境摸到了3nm的理论门槛。

产业链:

• 真空镀膜:汇成真空的镜片镀膜技术让国产设备成本降低百分之三十。

• 人才争夺:ASML以300万欧元年薪挖角中科院团队,华为则以千万级薪酬留住"天才少年"。

• 专利暗战:哈工大研发的LDP光源技术绕开ASML专利池,建立自主技术树。

中国的光刻机,现在达到多少纳米了?-有驾

在东莞松山湖基地,价值15亿元的SMEE-3600光刻机正进行24小时压力测试。这台占地200平方米的庞然大物,内部温度波动必须控制在0.01℃以内,湿度误差不超过百分之零点五——这样的环境控制,需要800多个传感器实时监测,任何一个微尘都可能让数亿元的投资打水漂。

让人想起2023年长江存储的至暗时刻:由于光刻胶批次差异,导致价值2亿元的3D NAND晶圆报废,时任厂长在会议室摔碎了茶杯。

全国半导体工程师缺口超过30万,顶尖光学专家不足百人。ASML用年薪300万欧元挖走中科院光源团队核心成员的消息,暴露出人才争夺战的残酷性。

华为海思为此推出"天才少年"计划,用千万年薪留住应届博士,"用金砖铺就人才路"的无奈,反应出了产业升级的阵痛。

EUV研发已投入超200亿元,相当于每天烧掉3艘辽宁舰的造价。

致命瓶颈:

• 功率鸿沟:中科院固态DUV光源功率(70mW)仅为ASML设备的百分之零点七。

• 系统整合:光刻机需要10万零部件协同,国产化率不足百分之六十。

• 技术迭代:ASML的High-NA EUV光刻机已支持2nm工艺,中国EUV仍处实验室阶段。

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