光刻機8大分析

然而,隨着中國科技的快速發展,中國多項高端技術取得了突破,有許多技術走在了世界前列,甚至像5G網絡的應用技術等方面,把美國甩在後面一大截,這引起了美國的高度重視,也讓美國非常不安,畢竟美國在世界上,一直以老大的身份自居,就喜歡多管閒事。 這突然之間,冒出來一個國家,不僅不懼怕它老大的身份,而且還要超越它,這讓美國感受到了威脅,於是 為了遏制中國科技的發展,美國開始對中國芯片實施制裁,限制對中國的高端芯片供應。 中國的中興科技,就是因為美國忽然之間,不對中興公司提供芯片。

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而大陸最先進的中芯國際,曾經下訂EUV光刻機,最後卻陰錯陽差地耽誤了交貨期,隨後便遭美國科技禁運。 光刻機 光刻機 爛尾的武漢弘芯曾買過7奈米的EUV光刻機,但到貨還沒使用就被抵押出去,至今仍躺在銀行的倉庫裡。 目前大陸國產光刻機的上海微電子從去年中就宣稱進入28奈米與14奈米,但是今年接受《日經新聞》訪問時表示,這兩個製程的成品率不高,仍有待持續改進。

光刻機: 美台簽署科技合作協定 美國國務院:這是重大成就

2020年,台積電與沃旭能源簽下了920MW裝機容量的海上風電購買協議,使用期限為二十年。 此外台積電也在積極建設太陽能電站,2021年新增太陽能裝機容量231千瓦,2022年也計畫再擴充200千瓦太陽能裝機容量,但批評者依然認為,相比於經常加班的台積電產線,“太陽不會加班”。 台積電當然也在尋找解決方案,比如推動低碳製造、使用再生能源、提升能源使用效率等,2021年再生能源總發電量達到 488 光刻機 萬度,以應對高耗能的指責。

同時希望大家能夠基於此,更好的理解先進工藝對晶片成本帶來巨大提升的原因所在。 目前,隨著半導體製程的不斷發展,摩爾定律的推進節奏逐漸趨緩,晶片成本問題成為阻礙先進製程發展的重要因素,但成本又絕不會是其根本原因。 光罩版又稱光罩、掩膜等,是微電子製造過程中的圖形轉移工具或母版,其功能類似於傳統照相機的 “ 底片 ” ,根據客戶所需要的圖形,通過光刻製版工藝,將微米級和奈米級的精細圖案刻製於光罩版基板上,是承載圖形設計和工藝技術等內容的載體。

光刻機: 中國晶片為何難以跳出困境?

文章說,ASML總裁兼執行長溫尼克(Peter Wennink )今年稍早曾表示,「像EUV這樣的世界級頂尖的技術,中國是永遠不可能模仿出來的」,很多人因此認為,中國想要光刻機只能花天價從荷蘭進口。 但中國其實已將光刻機國產化,上海紫光電子在光刻機領域,已突破了22奈米的紫外線工藝技術,儘管與ASML的技術還相差甚遠,但在一定程度上扭轉了中國被卡脖子的不利地位。 〔編譯盧永山/綜合報導〕中國搜尋網站搜狐日前發表「荷蘭ASML總裁:中國永遠造不出價值1.2億美元的光刻機,期待被打臉」一文,指中國已將光刻機國產化,在光刻機領域已經有所突破,未來一定可以製造出先進的光刻機。 但這篇文章出爐後反遭中國網民打臉,批評該文是「滿紙屁話」。

這再次說明,生產先進芯片必不可少的EUV成為了全球關注的目標。 在日前的一些報道中,我們也看到了EUV光刻機的一些路線圖更新。 不管華為對光刻機有怎樣的目標,站在ASML的角度都是不希望看見的。 因為ASML正在加大國內市場佈局,如果客戶有了自己的光刻機作為替代,那ASML的光刻機就更難出貨了。 時至今日,華為透過投資的方式入局產業鏈,由旗下的全資子公司哈勃科技負責投資專案。 哈勃科技投資了幾十家半導體公司,其中有7家公司成功上市。

光刻機: 文章目錄

比如將空調機組更換為更高效的機型,通過能量回收裝置冷卻器產生的餘熱可用於加熱水或工廠本身,增加更多感測器蒐集功率變化資訊等。 半導體裝置商業同樣能夠提供節能支援,如應用材料就宣稱自己提供的iSystem 控製器等裝置,能夠允許使用者在產線不同環節不同利用率下,將預期空閒時間傳達給工藝裝置實現“空閒模式”以降低能耗,電力運行成本最多可以降低10%。 不過,幾百萬度電,對於偌大的半導體製造而言,也只是聊勝於無。

EDA 涵蓋了積體電路設計、驗證和仿真等所有流程,晶片的用途、規格、特性、製成工藝幾乎全都在這個階段完成。 利用 EDA 工具可設計得到極其複雜的電路圖,從而製造出功能強大的晶片。 另一組數據也對此進行了印證,IC Insights 提供的數據顯示,每片 0.5 µ 200mm 晶圓代工收入 即使同樣是在 300mm 晶圓尺寸下,≤ 20nm 相比 28nm 工藝,成本相差也達到一倍。 根據 CEST 的模型,在 5nm 節點上構建的單個 300mm 晶圓的成本約為 16,988 美元,在 7nm 節點上構建的類似晶圓成本為 9,346 美元。 可以看到,相同尺寸晶圓, 5nm 工藝節點相比 7nm 每片晶圓代工售價高 7,000 多美元。

如果打個比喻,光刻機的元件涉及數十個不同類別、來自全球十幾個國家的頂尖供應商,如果要建立一支數十家供應商的隊伍來追趕對手,經過數年努力可能會有部份廠商的技術能趕上外國供應商,但要全部廠商都趕上,可能性微乎其微。 畢竟這些供應商都是在全球相關產業界打滾數十年,每一家都是激烈競爭中脫穎而出的強勁對手,要在短時間內全數趕超,只能說是不可能的任務。 當時的美國政府將 EUV 技術視為推動本國半導體產業發展的核心技術,並不太希望外國企業參與其中,更何況是八九十年代在半導體領域壓了美國風頭的日本。 但EUV曝光機又幾乎逼近物理學、材料學以及精密製造的極限。 光源功率要求極高,透鏡和反射鏡系統也極致精密,還需要真空環境,其配套的抗蝕劑和防護膜的良品率也不高。

A.接触式曝光(Contact Printing):掩膜板直接与光刻胶层接触。 接触式,根据施加力量的方式不同又分为:软接触,硬接触和真空接触。 分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。 光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。

光刻機: 主要廠商

消息傳出引起各界熱議,有些媒體又拿出「集中力量辦大事」的口號,認為應該整合人才與資金投入技術攻關,「以前的條件連氫彈都做得出來,現在底子更厚,造光刻機不會是問題」。 而只要解決了光刻機,不僅「卡脖子」問題迎刃而解,還能超越台積電等技術龍頭成為產業領導者。 在近期中國半導體領域傳來了一個好消息,由上海微電子研發的28nm國產光刻機,已經在技術上完成了檢測和認證,預計在年底就能夠安排量產。 雖然這只是28nm的製程工藝,相比於ASML最新的EUV光刻機,差了好幾代的技術,但對於中國半導體領域而言,是具備有特殊的意義。

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ASML 趕上智慧手機迅速普及的時代,不能否認是種運氣,但要在諸如車載半導體晶片領域擴大既有的日系光刻機市場,未必會像手機市場那麼容易。 資金到位,技術入場,人才雲集,但偏偏聯盟中的美國曝光機企業 SVG、Ultratech 早在80年代就被 Nikon 打得七零八落,根本爛泥扶不上牆。 於是,英特爾力邀 ASML 和 Nikon 加入 EUV LLC。 光刻機 在那個晶片製程還停留在微米的時代,能做光刻機的企業,少說也有數十家,而 Nikon 憑藉著相機時代的積累,在那個日本半導體產業全面崛起的年代,成為了當之無愧的巨頭。

光刻機: 光刻機領域,我們以一國之力追趕西方全體

手裡幾家大客戶英特爾、IBM、AMD、德州儀器,每天排隊堵在尼康門口等待最新產品下線的熱情,與如今大家眼巴巴等著艾司摩爾EUV光刻機交貨的迫切並無二致。 華為不願放棄,堅持晶片研發,只要養得起就會一直養著海思這支團隊。 而華為的晶片突圍也在緩緩展開,放出多個晶片相關的專利,甚至包括光刻機技術。

  • 金屬氧化物本質上更耐蝕刻並吸收更多的 EUV 光子,從而使它們能夠以更薄的層實現可比的結果。
  • 例如KrF 準分子激光(248 nm)、ArF 準分子激光(193 nm)和F2準分子激光(157 nm)等。
  • 最新的是,華虹集團旗下的上海華力集成電路,也迎接了他們的首台 193 奈米雙沉浸式的光刻機,以用於先進製程的晶圓製造生產。
  • 報導分析,EUV是光刻機在發展過程中的第五代產品,由於採用了極紫外線,它的最小工業節點到了22-7奈米,可以說是世界上最先進的光刻機設備,而這種設備,只有ASML能造出來。
  • 0.55 NA 系統將具有一個變形鏡頭系統,在一個方向上具有 4 倍的縮小率(與 0.33 NA 相同),在正交方向上具有 8 倍的縮小率。

考量2022年營收成長動能充沛無慮及ASML市場壟斷地位,以預估2022年之EPS 16.61歐元,採本益比47倍,經1.16 EUR/USD匯率換算後,給予目標價905美元,建議買進。 預估2021年DUV營收成長率較EUV 更高,達到年增長45%(EUV為30%),2022年也將維持雙位數成長。 不過,根據當時的說法,晶瑞並不是用這台光刻機來生產晶圓,而是用於研製高階光刻膠。

在科技變革的過程中,新的技術需要更多時間來開發,在各環節需要新的技術和設備,這一切都在加大晶片開發的成本。 隨著工藝製程的發展,到 7nm 及更先進的技術節點時,需要波長更短的極紫外線,而荷蘭 ASML 是全球唯一有能力製造 EUV 光刻機的廠商。 大型晶片製造機租賃公司的相關人士表示,其實每年二手機器的價格都在漲,只是去年漲幅已經達到了20%,而且這只是一般的設備。 如果是關鍵的機器,像是光刻機,更是一機難求,價格已經漲到300%。

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儘管有技術,但光刻機製造不易,因其內部零組件超過10萬多個,需要龐大供應鏈配合,這恐怕是陸方要自製光刻機的一大阻礙。 不過ASML能一家獨大少不了臺積電、三星和英特爾的支持。 根據2020年三季度ASML公司財報顯示,阿斯麥第三季度淨銷售額爲39.58億歐元,相較第二季度(33.26億歐元)增加6.32億歐元,共交付60臺光刻機。 值得一提的是,國内光刻機概念板塊中的成份股絕大數只是涉足光刻機零部件、其他種類的光刻機產業投資,並非具備制造芯片所需的光刻機的制造能力。 在芯片制造前道工藝之中,光刻、刻蝕、CVD工藝的步驟數量比例分别為1次、4次、2次。

一個更能穩定供應的電力基礎設施,也是未來半導體產業競爭背後不可或缺的力量。 最後發現,每種情況的節電率分別為 光刻機 1.39%(2951.02MWh)、0.25%(520.57MWh)、0.22%(460.93MWh)、1.91%(4044.59)和 3.68%(7796.05MWh)。 據台灣科技媒體《數位時代》報導,目前台積電EUV裝置已超過80台,預估到2022年底可達到84台。

Nikon 作為九十年代最大的曝光機巨頭,它的衰落,說來也充滿偶然,始於那一回157nm光源干刻法與193nm光源濕刻法的技術之爭。 短短幾年,Nikon 就將昔日曝光機大國美國拉下馬,與舊王者 GCA 平起平坐,拿下三成市場市佔率。 曝光機的原理其實像幻燈機一樣簡單,就是把光透過帶電路圖的掩膜(Mask,後來也叫光罩)投影到塗有光敏膠的晶圓上。

現在許多人一窩蜂地追捧最高端光刻機,要追上7奈米製程,這種好大喜功的心態並不務實。 未來大陸半導體業應該以打造完整產業鏈為目標,畢竟全球擁有能支持完整產業鏈條件的國家極少,因此應該把精力放在雖然落後但是能完全國產化的55奈米工藝上。 而在今年稍早的全晶片斷供潮上,中低端晶片也缺貨嚴重,正是加速進大陸自產晶片的難得機遇。 光刻機 自從美國對中國發動貿易戰與科技戰,晶片產業遭到西方國家「卡脖子」的問題成為大陸官方與民間輿論最關切的問題,連一般大陸民眾都在熱烈議論「做光刻機難,還是做氫彈難?」、「大陸比不過台積電都是因為沒有光刻機」。

其中曝光機就是利用紫外線波長的準分子雷射通過模版去除晶圓表面的保護膜的裝置。 曝光是製造流程中最關鍵的一步,曝光確定了晶片的關鍵尺寸,在整個晶片的製造過程中約佔據了整體製造成本的35%。 位於我國上海的SMEE已研製出具有自主知識產權的投影式中端光刻機,形成產品系列初步實現海內外銷售。 當然,除了價格最貴的 EUV 光刻機之外,沉積、刻蝕、清洗、封裝等環節所採用的設備和材料也價格不菲,且成本都在隨著工藝製程向前發展不斷提高。 再反映到晶片成本上,每片 CPU 的光罩成本等於光罩總成本/總產量。 由於軟體安裝與售後服務成本較低,故毛利率為三者中最高,近年隨著客戶對軟體升級的需求提高、公司軟體技術越趨成熟,ASML 的安裝管理部門毛利率正逐年提升。

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柯文思

柯文思

Eric 於國立臺灣大學的中文系畢業,擅長寫不同臺灣的風土人情,並深入了解不同範疇領域。