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光刻机对于芯片制造的重要性毋庸置疑,尤其是7nm以下产程的芯片,对ASML的EUV光刻机依赖性极其大。但随着ASML的EUV光刻机被限制出货,各国开始加快对芯片设备和工艺的自研步伐。
此外,很多企业也在进行新一代芯片技术的布局,开始研发光电芯片,光电芯片的制造不需要使用到光刻机,ASML看似正在慢慢被时代所抛弃。
EUV光刻机无法自由出货,我国加快研发
自从ASML(阿斯麦尔)的EUV光刻机受到“瓦纳森协议”的限制而无法自由出货后,不仅是我国企业,我们的邻居俄地区的半导体产业也受到相当大的冲击。
ASML的光刻设备主要分为DUV(深紫外)光刻机和EUV(极紫外)光刻机。根据“瓦纳森协议”协议规定,最先进的设备和技术不得向我国提供。虽然条例规定成员国可以自主决定,但事实上还是老美在做决定。
目前我国已经成为全球最大的半导体市场。根据中国半导体协会发布数据显示,在2021年我国的集成电路销售额为10458亿元,比之去年增长了18.2%。去年一年全球半导体销售额为5559亿美元,我国占全球半导体总销售额的34.6%。
从ASML发布的财报来看,ASML 16%的销售额来自于中国大陆。由此可见,失去中国市场对ASML是个相当大的损失。
由于EUV光刻机无法对我国出货,我国企业便纷纷开始加快对光刻设备和更先进光刻技术的研发。
比如华为已经研发出一种新的芯片堆叠封装及终端设备,并为其申请了专利。
自从华为的芯片供应链被切断之后,华为便开始自研芯片技术和设备,以求尽快解决芯片被“卡脖子”的难题,让手机业务得以回归正轨。
而EUV光刻机被限制出货,要制造出能满足智能手机运行的7nm以下制程芯片是相当困难的,华为便决定采用面积换取性能的方式,研发出堆叠芯片,以此体能性能替代原来的5G芯片。
除了华为,我国许多企业在在加快芯片工艺的研发进程,中芯国际目前已经自研出7nm制程技术,即将进行风险试产。
我国在光刻设备上也研发出拥有完全自主知识产权的光学曝光系统和晶圆切割设备。
各地企业加快研发光刻设备和技术
除了我国,各地的企业也在加快对光刻设备和新的芯片工艺的自研。
如俄罗斯已经投入6.7亿卢布资金用于研发基于X射线原理的无掩膜X射线光刻机,莫斯科电子技术学院 (MIET)已经承接下这个项目。此外还投资了3.19万亿卢布展开了全面的芯片替代计划。
铠侠和佳能也也联合研发出新的NIL工艺,目前已经用在15nm制程非储存芯片的制造上,它可以在不使用EUV光刻机的情况下将芯片制程最早缩小到5nm,预计到2025年会用于5nm芯片的生产并进行推广。
此前ASML 首席执行官 Peter Wennink 就曾说过,限制EUV光刻机出货只会让其它厂商加速突破先进光刻技术。
新一代光电芯片正在研发
随着科技的发展,设备越来越精密对芯片的制程要求也随之变高。目前我们数字芯片的制程研发已经逼近物理极限,一枚芯片中的晶体管数量已经是以百万亿计了。
在面临芯片制程缩小越来越困难,成本也越来越高,再加上很多方面受到老美的限制,为了绕开EUV光刻机抢占在未来半导体市场的竞争优势,很多企业开始入局光子集成电路(PIC),研发电光芯片。
根据 ETNews 消息报道,荷兰已经拟定投资计划,斥资 11 亿欧元用于扶持当地的硅光子技术产业。这笔投资将用于光子集成电路的制造设备、技术开发和人才培养。
目标是扶持出200家光子集成电路企业,使其形成完整的产业链生态,到2030年实现每年产出10万片以上的光电芯片。
除了荷兰以外,德国 Q.ANT 公司牵头14 家企业形成了“Pho Quant”技术联盟攻关光量子计算芯片。当地的联邦教育和研究部共同出资 5000 万欧元用于对该技术研发的扶持。
我国也有众多企业开始展开光子集成电路领域的布局。如华为就已计划投资10亿英镑在英国设立全球研发中心用于对光电芯片的研发。任正非明确表示过,如果光电芯片能够成功研发并实现商用,便能完全不受老美的技术限制了。
光电芯片的优势
比起传统的电子半导体,光电芯片有着更高的功率和效率,因此传输速度也更快,目前光传输技术普遍被业内认为将取代电子半导体信号传输成为新一代的半导体技术。
传统的电信号传输已经到达临界点,想要获得更快的传输速度、更大的信息传输量以及更安全稳定的传输方式就得进行突破。硅光子技术无疑是目前最好的选择。
在未来当光子集成电路进一步发展完善,光电芯片能成功实现量产进行大范围的商业,必将取代现在的电芯片成为主流。到时候ASML的EUV光刻设备就不再像现在这样一机难求了,甚至会变成可有可无。
ASML如果拿不出有别于现在技术的光刻设备,很可能真的会被时代所抛弃。
大家觉得ASML未来会被市场淘汰吗?欢迎在评论区留下您独到的见解。
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