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2025年剛翻篇,要是用一個詞形容中國芯片圈的狀態(tài),那必須是“憋著一股勁”。因為最前頭戳著一臺關(guān)鍵的機器——光刻機。它被稱作“芯片工業(yè)皇冠上的明珠”,攥著能否造出高端芯片的命門。
這一年,關(guān)于光刻機的消息吵得沸沸揚揚。
有人狂喜:“中國EUV原型機點亮了,卡脖子要破局了!”也有人潑冷水:“別高興太早,離量產(chǎn)還差十萬八千里呢!”真相到底如何?咱們不吹不黑,一步步說清楚。
先來看好消息。2025年,咱們在DUV(深紫外光刻機,就是造成熟工藝芯片的核心設(shè)備)這條路上,是真的邁出了實打?qū)嵉牟阶印I虾N㈦娮幽强钅茏?8納米工藝的DUV光刻機,已經(jīng)進入客戶驗證階段了,不出意外2026年就能小批量交貨。
這意味著啥?像中芯國際這種大廠,以后不用再全看國外臉色,能用國產(chǎn)設(shè)備造手機里的電源管理芯片、汽車上的MCU芯片這些常用的成熟制程產(chǎn)品,相當于在成熟芯片領(lǐng)域,咱們終于能慢慢擺脫進口設(shè)備的依賴了。
更讓人欣慰的是,圍繞光刻機的“零部件朋友圈”也終于活過來了。華卓精科做的雙工件臺,運動控制精度能達到5納米級別,速度差不多是ASML同類產(chǎn)品的一半;奧普光電在高精度鏡片上也有了進展,雖然還沒達到EUV光刻機的要求,但至少不再是“兩眼一抹黑”。
不光在傳統(tǒng)路線上追趕,咱們還在琢磨“換道超車”。
比如用納米壓印(NIL)技術(shù)繞開傳統(tǒng)光刻的路子,蘇大維格已經(jīng)做出了20納米線寬的樣片;還有科研團隊在搞SSMB-EUV這種新型光源方案,想從物理原理上另辟蹊徑,相當于給自主研發(fā)多留了條后路。
但咱們也得冷靜點,這些突破,大多集中在中低端工藝或者實驗室階段。真正的“大魔王”——EUV光刻機(造7納米及以下高端芯片的必需設(shè)備),咱們還沒真正搞定。
差距到底在哪兒?不是說某個零件不行,而是整套系統(tǒng)的協(xié)同精度跟不上。EUV光刻機工作起來,苛刻到讓人咋舌:得在真空環(huán)境里,用13.5納米的極紫外光“雕刻”芯片電路。這束光嬌貴得很,連空氣都能把它吸收了,所以整個系統(tǒng)必須做到三個“極致”:
第一是光源,得穩(wěn)定輸出250瓦以上的功率,咱們目前實驗室里才剛摸到50瓦的門檻,差得還遠;
第二是鏡頭,表面平整度的誤差得小于0.1納米——這概念有多夸張?相當于把地球磨平,起伏不能超過一根頭發(fā)絲的百分之一;
第三是工件臺,就是放晶圓的那個平臺,得以每秒1.5米的速度移動,同時定位誤差還得控制在0.5納米以內(nèi)。這難度,堪比在飛馳的高鐵上繡花,針尖都不能偏一微米。
這些看似變態(tài)的要求,背后是幾十年積累的材料科學(xué)、精密機械、控制算法和工業(yè)軟件的硬實力。ASML一臺EUV光刻機就有3000多項專利,供應(yīng)鏈橫跨歐美日十幾個國家。咱們要從零開始重建這套體系,難度一點都不亞于再造一個航天工程。
客觀說,咱們目前的規(guī)劃路線很清晰:28納米的DUV光刻機,2027年前有望實現(xiàn)完全自主,穩(wěn)穩(wěn)支撐成熟芯片制造;而7納米及以下高端芯片需要的EUV光刻機,就算一切順利,也得等到2030年以后才有可能實現(xiàn)小規(guī)模試產(chǎn)。
光刻機研發(fā)不是百米沖刺,是一場需要幾代工程師接力的長跑。2025年的最大意義,不是我們已經(jīng)搞定了多少難題,而是證實了中國有攻克光刻機系統(tǒng)難題的潛力和決心。核心技術(shù)從來買不來、討不來,只要這股勁不松,遲早能把光刻機這顆明珠攥在自己手里。
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