5G“规模化” 计算“边缘化” 晶圆制造“异构化” 芯片“专用化” 计算架构“开放” EDA走向“云端” MEMS/传感器“融合” GaN/SiC新材料“替代” 存储器件市场“复苏” 高性能“模拟”一、5G“规模化”商用将带动5G手机、基站、VR/AR设备,以及工业0、自动驾驶和医疗等新兴应用的发展5G相对于4G网络,就像中国的高铁相对于传统的普通铁路一样,高速率、低延迟和大容量是5G网络的显著特点。3GPP定义了5G的三大技术及应用场景,即:增强的移动宽带(eMBB),主要针对3D/超高清视频,VR/AR等应用;海量机器通信(mMTC),主要面向智能可穿戴、智能家居、智慧城市、车联网和行业物联网等物联网应用;高可靠低时延(uRLLC),主要针对自动驾驶、工业自动化和移动医疗等高可靠性关键应用。
一是制造芯片的成本非常昂贵,二是很难掌握核心技术。还有就是国家欠缺制造芯片相关知识的人才。芯片在市场上需求量比较大,高科技产品,甚至人们的出行工具中都离不开芯片,而芯片制造的过程又比较漫长复杂,所以这些因素都是制造芯片的难点原因之一。
芯片不仅用于手机、电脑等设备,还广泛用于军工、无人机、通讯信号塔等领域,当然很重要,我国的芯片主要依赖于国外进口,但近几年我们也能做出自己的芯片了。
芯片属于基础中的基础,我们用的各种电子产品,核心就是一块芯片。世界上造芯片的都依赖于荷兰的高端光刻机,西方还是掌握着很强的技术。
由于光刻技术的水平直接决定芯片制造工艺和性能的水平,光刻已成为集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤。光刻机是光刻技术的核心设备,被誉为半导体工业皇冠上的明珠。目前最先进的是第五代EUV光刻机,它利用极紫外光将最小工艺节点推到7Nm。荷兰阿斯姆制造。 我国光刻技术比较先进,上海微电子设备有限公司已经实现了90nm的批量生产。目前,65nm技术正在研究中。其他包括合肥新硕半导体有限公司、仙腾光电科技有限公司、无锡英苏半导体科技有限公司等企业,在光刻方面有自己的成就。然而,这些光刻企业仍在原有的道路上一步步前进。我们相信只要我们努力,我们就能在未来达到一个很高的水平。但对于平版印刷行业来说,虽然他们的追赶速度很快,但技术进步的速度也很快。因此,他们只能在低端保持一定的市场份额。 要想进入高端市场,中国最先进的光刻技术应该是中科院光电技术研究所的技术成果。2018年11月29日,新华社报道,国家重大科研装备研制项目“超分辨率光刻设备研制”于11月29日通过验收。据悉,该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制。光刻分辨率达到22nm。结合双曝光技术,未来还可以用于制造10nm级芯片。 也就是说,中国科学院光电技术研究所的这一成果,直接推动了中国光刻技术的几代人的发展。当然,要使这一科研成果在量产中得到充分实现,还有几个障碍。一是光刻分辨率达到22nm,这只是一个极限测试。它属于一次曝光,不能做芯片。其次,要能够在实验室制造芯片,还要实现量产,这是另一个关卡。但总的来说,已经有了22纳米的光刻分辨率,所离成型机的距离,还没有那么远。另外,目前的紫外光刻技术需要在7Nm芯片问世后有一个新的技术突破。就像从液体浸泡到EUV的技术飞跃一样。
因为它有几千种工序,每一种工具都极其复杂。因为其中很多技术都是垄断的,我们没有掌握。
光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。在高端光刻机上,除了龙头老大ASML,尼康和佳能也曾做过光刻机,而且尼康还曾经得到过Intel的订单。但是近些年,尼康在ASML面前被打的毫无还手之力,高端光刻机市场基本被ASML占据。光刻机工作原理在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。等离子刻蚀刻机等离子刻蚀机,又叫等离子蚀刻机、等离子平面刻蚀机、等离子体刻蚀机、等离子表面处理仪、等离子清洗系统等。等离子刻蚀,是干法刻蚀中最常见的一种形式,其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体,由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体,从而形成了等离子或离子,电离气体原子通过电场加速时,会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。某种程度来讲,等离子清洗实质上是等离子体刻蚀的一种较轻微的情况。进行干式蚀刻工艺的设备包括反应室、电源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反应室。气体被导入并与等离子体进行交换。等离子体在工件表面发生反应,反应的挥发性副产物被真空泵抽走。等离子体刻蚀工艺实际上便是一种反应性等离子工艺。
光刻机,是芯片制造的最最核心设备,技术难度极高。全球市场,日本荷兰占据90%以上份额,最高级EUV技术,则只有荷兰ASML掌握。为啥光刻机这么难搞?为什么说光刻机是人类智慧的结晶?中国又应该怎么办?
差距在人均GDP和国防实力,因为美国人口少,所以他们人均GDP高,而且他们的科技确实比我们要发达。
中美实力差,就是差在人才上。美国有很多的科技人才,研发能力很大。我国技术都是美国学回来的,没有太大的能力。
两败俱伤,双方没有赢家。美国对中国的“芯片制裁令”虽延缓了中国高端手机的研发进程,美国也失去了中国这个强有力的市场
实际上是差不多的,可能还有点差距,不过中国马上就会弥补回来。
国内光刻机技术比较先进,已经量产的应该是上海微电子装备有限责任公司(简称SMEE),已经实现90nm的量产,目前正在研究65nm的工艺。其他的包括 合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电科技有限公司、无锡影速半导体科技有限公司等一些企业,在光刻机上衣和有自己的成果。但这些光刻机企业,目前还是在原来的道路上一步一步往前走,相信只要努力,未来也能达到很高的水平。但对于光刻机行业来说,他们的追赶速度虽然很快,但技术进步的速度也是很快。所以,他们只能持续在低端方面,占有一定的市场份额。如果要进入高端市场,目前国内最先进的光刻机技术,应该是中科院光电技术研究所的技术成果。2018年11月29日,新华社报道称,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”29日通过验收。据悉,该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片。也就是中国科学院光电技术研究所的这个成果,直接将中国光刻机技术向前推进好几代。当然,这个科研成果,距离完整实现量产,还有好几个关卡要过。首先是光刻分辨力达到22纳米只是一次极限测试,属于单次曝光,还制造不了芯片。其次是,能够实验室制造芯片,还要实现量产,这又是一个关卡。但总的来说,已经有了“光刻分辨力达到22纳米”,那么距离成型机,已经没有那么遥远了。
制造一枚芯片需要经历10余个步骤,且每个步骤需重复6-15遍。因为光刻机的结构很复杂,仅凭一个国家的力量是根本无法完成的。
因为它有几千种工序,每一种工具都极其复杂。因为其中很多技术都是垄断的,我们没有掌握。
由于光刻技术的水平直接决定芯片制造工艺和性能的水平,光刻已成为集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤。光刻机是光刻技术的核心设备,被誉为半导体工业皇冠上的明珠。目前最先进的是第五代EUV光刻机,它利用极紫外光将最小工艺节点推到7Nm。荷兰阿斯姆制造。 我国光刻技术比较先进,上海微电子设备有限公司已经实现了90nm的批量生产。目前,65nm技术正在研究中。其他包括合肥新硕半导体有限公司、仙腾光电科技有限公司、无锡英苏半导体科技有限公司等企业,在光刻方面有自己的成就。然而,这些光刻企业仍在原有的道路上一步步前进。我们相信只要我们努力,我们就能在未来达到一个很高的水平。但对于平版印刷行业来说,虽然他们的追赶速度很快,但技术进步的速度也很快。因此,他们只能在低端保持一定的市场份额。 要想进入高端市场,中国最先进的光刻技术应该是中科院光电技术研究所的技术成果。2018年11月29日,新华社报道,国家重大科研装备研制项目“超分辨率光刻设备研制”于11月29日通过验收。据悉,该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制。光刻分辨率达到22nm。结合双曝光技术,未来还可以用于制造10nm级芯片。 也就是说,中国科学院光电技术研究所的这一成果,直接推动了中国光刻技术的几代人的发展。当然,要使这一科研成果在量产中得到充分实现,还有几个障碍。一是光刻分辨率达到22nm,这只是一个极限测试。它属于一次曝光,不能做芯片。其次,要能够在实验室制造芯片,还要实现量产,这是另一个关卡。但总的来说,已经有了22纳米的光刻分辨率,所离成型机的距离,还没有那么远。另外,目前的紫外光刻技术需要在7Nm芯片问世后有一个新的技术突破。就像从液体浸泡到EUV的技术飞跃一样。
这么细小的工作一般都是借助自动机器人焊接上去的。其芯片的工作者原理就是通过半导体的电信号传递,和人脑中的神经元脉冲传递一样。