一张网上流传的机器图片,就能让整个欧洲半导体行业脊背发凉?
我当时看到了这张图,上面写着汉字:EUV物镜装调干涉仪。心中猛地一震,这可是据说能够用干涉法精密装配EUV光刻机物镜的仪器。简言之一句话,就是凭借光干涉的原理,把物镜里的反射镜位置校准,让波像差达到最小化,唯有如此,才能刻出纳米级的图案。
这玩意儿要是真突破了,ASML的日子就不好过了。
背景得从开头细细说起。EUV光刻机乃是制造7纳米以下先进芯片的关键设备,在全世界范围内,仅有ASML这一家独揽供应之权。那荷兰的这家公司,凭借着欧盟与美国所累积的技术,稳稳地掌控着市场。在2023年,ASML的EUV机器出货量达到了约40台,其营收更是超过了210亿欧元。(来源:ASML2023年度报告)
中国这边,由于美国实施出口管制,自2019年起便无法获得ASML的高端EUV机器。商务部的数据表明,在2022年,中国半导体设备的进口额高达300亿美元,不过高端光刻机大多依靠DUV来勉强应对。(来源:中国商务部2022年贸易数据)
我查了下,早从2020年开始,中国就启动国家项目,投入上千亿人民币搞国产光刻机。
ASML的EUV技术,核心在光源、物镜和双工台。光源用极紫外光,波长13.5纳米功率得超过200瓦。Cymer公司(ASML子公司)用了激光产生的等离子体技术,花了20年才成熟。
中国企业呢?上海微电子装备(SMEE)从DUV起步,2021年推出28纳米光刻机。长春光机所负责光源,报道说他们2022年实现了EUV光源原型,功率达到几十瓦。(来源:中国科学院官网2022年报道)
科益虹源(或许是科美),在物镜镜片方面持续发力,以钙氟化物材料来磨制反射镜。这个时候,哈工大也有其团队在研究备用方案。
这步步推进,不是空谈。
最近的消息称,国产EUV原型,于4月在存储芯片上进行调试,8月、9月或许会实现量产。其物镜是科美公司的,光源为长光公司的。这种配置尽管成本较高,不过稳定性较好。哈工大只是备用方案,意在解决5纳米的良率问题。
如果属实,这可算是一大进步。不过实事求是地讲,在2035年前实现小规模商用,那可就已经超出预期了。
荷兰ASML要是继续跟美国步伐,麻烦大了。
想想2023年,美国商务部加码对华半导体禁令,ASML被迫停售部分DUV机器给中国。结果呢?华为2023年推出麒麟9000S芯片,用7纳米工艺,自产率超90%。(来源:路透社2023年9月报道)
这事儿让我看到,中国工业能力,一旦突破,速度惊人。EUV成功之后,以中国制造的规模,能将机器价格,压到如同白菜一般的价格。国内的芯片厂,像中芯国际、长江存储,将会大规模地开始运作。
ASML的灭顶之灾?其实也不夸张。2024年,ASML对华营收占比降到20%以下原来是49%。(来源:ASML2024季度报告)
荷兰现在骑虎难下,一边是美国压力,一边是自家企业利益。
换个视角,从地缘来看。美国的芯片法案在2022年砸下了520亿美元来补贴本土的半导体,不过台积电、三星依然依赖ASML。倘若东大能够实现自给自足,这样高端芯片将不再成为瓶颈。
这不就是技术围堵的反噬吗?
细节上来看,EUV装配用的干涉仪,其原理就如同那著名的双缝实验一样,通过利用可见光的干涉条纹来测量位移,精度能够达到纳米级这一程度。据悉中国团队已经成功地解决了反射镜的对准问题,并且将波像差控制在了0.01波长之内。
这进步,源于国家实验室所积累的成果。比如说像中国精密光学工程研究中心,在2021年的时候发表了相关论文,专门对EUV物镜装配技术进行了讨论。(来源:《光学精密工程》期刊2021年第29卷)
但问题也较为繁多。光源的稳定性方面,在国际上,ASML采用锡滴等离子这一方式,存在效率较低且热量较大的情况。而中国的长光方案与之类似,不过其功率仍有待进一步提升。
美国妄图卡脖子,不过中国却反过来加快自身的自研进程。结果荷兰处于中间位置,遭受的损失最为巨大。
想想历史,在1980年代这个时期,日本的半导体开始崛起,随后美国通过广场协议将其压制了下去。而如今轮到了中国,游戏规则也发生了改变。
我刷到一篇报道,欧盟委员会2023年讨论芯片法案,投300亿欧元,但远不及中国投入。(来源:欧盟官网2023年芯片法案公告)
这差距,让人沉默!
所以在我看到那图片的那一刻,确认那是干涉仪。心中暗自思忖,倘若这要是假的倒也罢了,可若是真的,那格局可就变了。
影响上东大工业能力,生产线一开,EUV机器年产上百台不是梦。价格降到ASML一半,国内铺开。
荷兰呢?失业潮可能来。ASML雇员上万,依赖出口。
但冷静些,中国的突破确实并非易事。在5纳米的良率方面,国际上台积电花费了数年时间来进行优化。而中国需要奋起直追。
趋势是全球半导体重心东移。2024年,中国芯片设计企业超5000家,产值超4000亿人民币。(来源:中国半导体行业协会2024报告)
这数据,让我看到希望和压力并存。
你说要是EUV真量产了,咱手机芯片还能便宜多少?
作者:偷影子的人呢;来源:七月的影子 微信号
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一台机器低调亮相,上面汉字令欧洲不寒而栗?近期,一台机器图片在网上悄然流传,据上面的汉字显示,这是一台EUV物镜装调干涉仪
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