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ASML光刻机遭禁运?我国极紫外光刻技术发展状况

发布时间: 2020-01-10 14:06:19   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  近日,美政府阻挠荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)向中芯国际出售价值1.5亿美元的EUV(极紫外光刻机),ASML与中芯国际终止合作的新闻刷爆了科技圈。尽管双方均出面澄清无此事,但事情真伪尚未有最终定论。

  报道称,美国的游说活动始于2018年,此前荷兰政府向阿斯麦公司发放了向中国客户出售先进设备的许可。美国政府就此与荷兰官员至少进行了4轮会谈。路透社称,白宫的施压活动在2018718日达到了顶点,当时美国副国家安全顾问查尔斯库珀曼在荷兰首相吕特访美期间向荷兰官员提出了这个问题。“美国的施压似乎起作用了。”报道称,在访问白宫后不久,荷兰政府决定阿斯麦的出口许可证不予续期,该机器至今没有发货。

  光刻机是制造芯片的核心装备。 在芯片制造过程中,需要用光刻机把电路图“搬运”到晶圆片上。随着集成电路集成度越来越高,对光刻机的要求越来越苛刻,因此,光刻机也被誉为半导体制造业皇冠上的明珠。路透社的报道还揭露了美国“阻止敏感技术流向中国”的多重手段。根据现行规定,美国不仅限制本国企业向中国出售高科技产品,还要求第三国企业向中国出售高科技产品时,只要这些产品中美国制造零部件的比重超过货值的25%,都必须获得美国的许可。而美国商务部对阿斯麦的EUV设备进行检查后发现,美国零部件的比重并没有达到25%。由于没有办法直接阻止出售,美国政府转而施压荷兰政府考虑“安全问题”。美国国防部官员多次会晤荷兰官员,讨论此次出售的“安全风险”。虽然荷兰商界要求放行该交易,但蓬佩奥20196月访问荷兰期间,呼吁吕特亲自阻止这一交易。

  201911月,《日经亚洲平论》就报道了阿斯麦公司推迟向中方企业交货的消息,并将此归因于美国的压力。报道称,购买这一设备的中国企业是中芯国际,阿斯麦公司不想让中国客户感到不安,因为中国是其增长最快的市场。该公司201816%的销售额来自美国企业,19%来自中国市场。据荷兰媒体6日报道,阿斯麦公司拒绝对路透社的报道置评,但确认之前的出口许可已经过期,目前正在等待新的许可。荷兰外交部发言人表示,荷兰政府拥有授予双重用途技术许可的主权裁量权,不会就具体案件发表评论。

  中国通信行业专家项立刚6日对环球时报-环球网记者表示,目前全世界能够生产这种先进光刻机的,只有荷兰阿斯麦公司。因此美国政府的阻挠,对中方确实是打击。但是任何事物都有其两面性。中国企业并不是完全做不出光刻机,只是从商业原则看,直接购买比自主研发更合算。如果面临最极端的情况,彻底被美国卡住脖子,我们也有自力更生搞自主研发的能力。

  众所周知,光刻机被誉为半导体工业皇冠上的明珠,现代光学工业之花。光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤,而光刻机也因制造过程复杂、生产难度极大而仅为少数企业所掌握。荷兰ASML连续18年稳居市场第一,其市占率超过80%,日本尼康、日本佳能位列其后。我国虽然也能生产光刻机,但目前只能生产90nm制程工艺的光刻机,其中上海微电子装备有限公司占据国内80%的市场。据悉,上海微电子已经开始了65nm制程光刻机的研制。

  目前最先进的第五代光刻机采用EUV光刻技术,以波长为13.5nm的极紫外光作为光源。ASML生产的EUV光刻机部分光源由激光行业的巨头通快集团提供。据OFweek激光网了解,通快集团为ASML提供用于极紫外光刻的特殊激光器是通快业绩增长的关键驱动力,18/19财年该业务的收入从2.6亿欧元增长到3.9亿欧元,增长了48%。

  实际上,我国对光刻机和极紫外光刻技术的探索从未停止。

  光刻机和极紫外光刻技术的探索之路

  资料显示,1977年,我国最早的光刻机-GK3型半自动光刻机诞生,这是一台接触式光刻机,当时光刻机巨头ASML还没有出现,但美国在20世纪50年代就已经拥有了接触式光刻机,日本的尼康和佳能也于60年代末开始进入光刻机领域。然而苦于当时国内生产工艺尚不成熟,所以光刻机也一直没有得到更深入的研究。

  到了八九十年代,“造不如买”的思想席卷了大批制造企业,大批企业纷纷以“贸工技”作为指导思想,集成电路产业方面也出现了脱节。在这样的大环境下,光刻机产业同样也出现了衰退。虽然后续一直在追赶国外列强的脚步,但产业环境的落后加上本来就与世界先进企业有差距,使得中国终究没有在高端光刻机领域留下属于自己的痕迹。

  2000年后,全球半导体产业开始兴旺,中国也重新开始重新关注并发展EUV技术。最初开展的基础性关键技术研究主要分布在EUV光源、EUV多层膜、超光滑抛光技术等方面。

  2007年,中国科学院上海光学精密机械研究所“极紫外光刻机光源技术研究”项目通过验收;

  2008年,“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”国家科技重大专项(又称02专项)将EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。中国企业将EUV列为了集成电路制造领域的发展重点对象,并计划在2030年实现EUV光刻机的国产化;

  2013年,中科院承担的“深紫外固态激光源前沿装备研制”项目通过验收,在国际上首次实现了1064nm激光的6倍频输出,将全固态激光波长缩短至177.3nm,首次将深紫外激光技术实用化、精密化,并最终发展出实用化的深紫外固态激光源(DUVDPL),开启了中国的深紫外时代;

  2016年,清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收,标志中国在双工件台系统上取得技术突破,在实现光刻机国产化万里长征上踏出了重要一步;

  2017年,长春光机所牵头承担的02专项项目“极紫外光刻关键技术研究”通过验收,项目研究团队历经八年的潜心钻研,突破了制约我国极紫外光刻发展的超高精度非球面加工与检测、极紫外多层膜、投影物镜系统集成测试等核心单元技术,成功研制了波像差优于0.75nm RMS的两镜EUV光刻物镜系统,构建了EUV光刻曝光装置,国内首次获得EUV投影光刻32nm线宽的光刻胶曝光图形。该项目的顺利实施显著提升了我国极紫外光刻核心光学技术水平,将我国极紫外光刻技术研发向前推进了重要一步;

  2018年,由中国科学院化学研究所、中国科学院理化技术研究所、北京科华微电子材料有限公司联合承担的02专项项目“极紫外光刻胶材料与实验室检测技术研究”通过验收。经过项目组全体成员的努力攻关,完成了EUV光刻胶关键材料的设计、制备和合成工艺研究、配方组成和光刻胶制备、实验室光刻胶性能的初步评价装备的研发,达到了任务书中规定的材料和装备的考核指标;

  2018年,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,在365纳米光源波长下单次曝光最高线宽分辨力达到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;

  2019年,武汉光电国家研究中心甘棕松团队,采用二束激光在自研的光刻胶上突破了光束衍射极限的限制,采用远场光学的办法,光刻出最小9nm线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新……

  可以看到,在光刻机的自主研发进程上,中国也取得了很大的进步。但真正能够实现工业应用的光刻机技术,距离国际先进水平仍有较大距离。

  摘编自:http://news.m4.cn/2020-01/1361461.shtml

  https://laser.ofweek.com/2020-01/ART-8500-2400-30424551.html

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