据日经亚洲12月19日报道,Rapidus成为日本首家获得极紫外(EUV)光刻设备的半导体公司,已经开始在位于北海道正在建设的“IIM-1”芯片制造厂内安装极紫外光刻系统。
12月14日,荷兰供应商ASML生产的极紫外光刻系统(EUV)的第一批部件抵达机场。由于系统规模庞大,高约3.4米,每个完整的单元重达71吨,大约和一头鲸鱼一样大。它将分四个阶段进行安装,设备安装预计在本月底完成。
EUV在卸货日经亚洲
极紫外光刻设备结合了特殊的光源、透镜和其他技术,以形成超精细的电路图案。因为系统的体积较大,因此对振动和其他干扰的敏感度较低。
11月,Rapidus CEO 小池淳义带ASML监事会成员Martin van den Brink参观了洁净室和其他厂房。Martin van den Brink曾担任首席技术官,在开发极紫外光(EUV)技术方面发挥了关键作用,他批准了设备的安装。
ASML是全球唯一一家极紫外光刻系统供应商。每套系统的价格在1.8亿美元(约合人民币13.1亿元)以上,具体价格取决于型号。这些系统需要高水平的操作技能,只有少数芯片制造商包括台积电、三星电子和英特尔采用了EUV系统。去年全球仅交付了42套系统。
Rapidus正在与美国科技巨头国际商业机器公司IBM合作开发多阈值电压GAA(全环绕栅极)晶体管技术,这些技术有望用于2nm制程的量产。Rapidus计划在2025年春季使用最先进的2纳米工艺开发原型芯片,于2027年开始大规模生产芯片。全球最大芯片代工厂台积电的目标是于2025年开始大规模生产2纳米芯片。
更精细的电路能为逻辑芯片提供更高的能效和计算能力。先进的芯片在未来几十年内决定经济主导地位的人工智能和其他技术中至关重要。
日本的半导体产业在20世纪80年代曾占有全球市场份额超50%,但到了21世纪,因为技术发展的滞后,日本的芯片制造商无法生产出比40纳米更先进的芯片,退出了生产更小工艺逻辑芯片的竞争行列。
Rapidus由政府支持,旨在恢复日本生产先进芯片的能力,减少对进口的依赖。日本政府的目标是到2030年,日本芯片制造商的销售额达到1.5万亿日元(约合人民币705亿元),是2020年的三倍。
目前,日本政府已决定向Rapidus提供9200亿日元(约合人民币432亿元)的补助,并计划在2025财年向Rapidus投资2000亿日元(约合人民币94亿元)。不过,Rapidus仍然面临4万亿日元(约合人民币1881亿元)的资金缺口。
“我们将从北海道和日本向全世界输送尖端半导体,”12月18日在新千岁机场举行的仪式上,小池这样说道。
日本建筑商鹿岛建设正在建造将容纳Rapidus的极紫外光刻系统(EUV)的建筑。洁净室由高砂热工工程建造。
Rapidus下一步的计划是积累专业知识。该公司已派遣约150名工程师前往IBM学习如何管理生产线。
日本政府的数据显示,全球高端半导体市场预计到2030年将达5.3万亿日元(约合人民币2900亿元),较2020年增长近8倍。
五纳米芯片不需要光刻机是真的吗
五纳米芯片不需要光刻机是真的。
佳能公司宣布通过NIL纳米压印技术,将在2025年实现制造5nm芯片而不需要EUV光刻机的使用。 NIL纳米压印技术类似于印刷技术,通过将电路图案刻录到专用的章子上,然后将章子压印到硅晶圆上,从而实现芯片的制造。 然而,NIL纳米压印技术的难点在于如何将精细的电路图案刻录到章子上。
佳能目前已经有了一定的技术实力,并与铠侠合作,将NIL纳米压印技术应用于部分存储芯片的制造。 据称最近有了突破,因此佳能有信心在2025年实现制造5nm芯片而不再需要EUV光刻机。
国内NIL纳米压印技术的进展
国内也有一些公司在研究NIL纳米压印技术,然而整体而言,国内技术相对落后。 佳能在NIL纳米压印技术上拥有913件专利,几乎占据了所有专利的100%,可见其在该领域的绝对优势。 尽管国内在专利数量上不及佳能,但依然有一些公司取得了一定的成绩。
例如,天仁微纳公司在DOE、AR/VR衍射光波导、线光栅偏振、超透镜、生物芯片、LED、微透镜阵列等领域拥有类似的技术。 据称,天仁微纳已经在150/300mm基底面积上实现了高精度的纳米压印,优于10nm的精度。 如果这一消息属实,国内的NIL纳米压印技术有望实现到5nm,从而减少对光刻机的依赖。
ASML光刻机,世界半导体商家争夺的“香饽饽”
1. ASML新一代EUV光刻机的核心三大件已到货,包括物镜系统高NA机械投影光学器件、光源系统镜头以及新款晶圆载物工作台。 目前尚不清楚这些部件的供应商是哪个国家的。 2. ASML预计将在2023年发布High-NA EUV光刻机的原型机,然后在2024年实现量产,2025年大批量出货,此后High-NA EUV光刻机将成为ASML的新旗舰主力产品。 3. 在未来5到10年内,High-NA EUV光刻机有望推动世界芯片工艺达到新的高度。 虽然我们作为中国人对此只能感到羡慕,但不能责怪荷兰制造商ASML,而是需要努力追赶。 4. ASML正在开发下一代High-NA EUV光刻机,型号为EXE:5000。 该光刻机采用高数值孔径系统,孔径数达到0.55,是生产2nm及以下芯片的关键设备。 这台光刻机已被英特尔、台积电、三星预订。 5. 荷兰ASML公司生产的光刻机几乎垄断了全球高端市场,各大半导体制造厂商,包括台积电、三星、英特尔等,都会争夺其稀有的光刻机购买名额。 6. 据英特尔内部透露,他们也将拥有ASML下一代High-NA EUV光刻机,预计2025年开始用于制造芯片。 7. ASML作为全球最大的光刻机制造商,其实离不开英特尔等美企成立的EUV联盟的支持。 EUV联盟专门研制EUV极紫外光源技术,ASML被选中支持其完成EUV光刻机的量产。 8. 尽管ASML希望向大陆市场出货EUV光刻机,但由于美国的干涉,至今未能获得自由出货的许可。 然而,ASML已经向大陆交付了23台光刻机,显示出其对大陆市场的重视。 9. 由于EUV光刻机不能出货,ASML向大陆交付的光刻机主要是DUV光刻机及其它型号设备。 10. 人们曾希望ASML旧款EUV光刻机能在新款光刻机量产后被自由出货,但这种想法目前看来不现实。 因此,我们需要自己努力,掌握核心技术,走适合自己的发展道路。 11. 最后,EUV光刻机和DUV光刻机是两种不同的光刻机。 EUV光刻机使用极紫外线,而DUV光刻机使用深紫外线。
euv光刻机难还是原子弹难?
近几个月来,关于芯片制造技术的讨论在公众中持续升温。 其中,光刻机作为芯片制造的核心设备,更是备受关注。 不少人纷纷表示,希望我们能自主研发出顶级的光刻机,以突破国外的技术封锁。 然而,光刻机的研发难度真的比原子弹还大吗?首先,我们需要了解光刻机的基本知识。 光刻机根据光源的不同,可分为紫外光源(UV)、深紫外光源(DUV)和极紫外光源(EUV)三种。 其中,EUV光刻机是目前全球最先进的光刻机,能够生产7纳米以下的芯片。 然而,这种光刻机的制造难度极大,目前全球仅有荷兰的ASML公司能够生产。 与原子弹的研发相比,光刻机的研发涉及的知识产权问题更为复杂。 原子弹的研发主要依赖于物理学的理论突破和实验验证,而光刻机的研发则涉及到高分子物理、表面物理、光学、流体力学、精密仪器、自动化、软件、图像识别等众多学科的前沿技术。 同时,由于国外对知识产权的严格保护,我们想要自主研发光刻机,就必须面对知识产权的封锁和诉讼风险。 除了技术难度和知识产权问题外,光刻机的研发还需要庞大的人才储备和资金投入。 回想我们在研发原子弹时,有苏联的军事工业基础支持,有众多顶尖科学家的无私奉献。 而在今天,我们是否还能聚集起如此强大的人才队伍和资金支持呢?当然,我们也不能忽视芯片制造的其他环节。 除了光刻机外,芯片制造还需要考虑到无尘环境、加工精度、包装运输等众多因素。 任何一个环节的失误,都可能影响到芯片的成品质量。 综上所述,虽然我们都希望看到自主研发的顶级光刻机问世,但我们必须清醒地认识到,光刻机的研发难度远超一般人的想象。 这不仅是一场技术竞赛,更是一场综合国力的较量。 我们需要从人才培养、资金支持、政策引导等多方面入手,逐步提升我们在全球芯片制造领域的竞争力。