问题

上海微电子能在2025年前攻克7nm光刻机吗?

回答


上海微电子(SMEE)作为中国半导体设备领域的龙头企业,其能否在2025年前攻克7nm光刻机,需要从技术路线、国际竞争格局、产业链协同、政策支持等多维度进行分析。以下为详细解析:



一、7nm光刻机技术挑战
7nm光刻机属于极紫外光(EUV)光刻机,其核心技术包括:
1. 光源系统:需产生13.4nm波长的极紫外光,要求高功率(约100W)并稳定输出,需解决光源的热管理、波长稳定性等问题。
2. 光学系统:需实现亚纳米级的光束聚焦,对反射镜、光路设计、抗干扰能力要求极高。
3. 掩模版技术:需要高精度的相位掩模(Phase Shift Mask),要求掩模材料(如硅基)的晶格缺陷率低于10^6/cm²。
4. 控制系统:需实现亚纳米级的定位精度(±0.1nm),涉及高精度运动平台、实时反馈控制等。
5. 工艺适配性:需与国内半导体制造工艺(如台积电的7nm节点)兼容,包括光刻胶、蚀刻工艺等配套技术。



二、国际竞争格局与技术封锁
1. ASML的EUV技术垄断:
ASML的EUV光刻机(如NXE:1730)已实现量产,其技术核心包括光源系统(F2极紫外光源)、光学系统(多级反射镜)、掩模版技术(相位掩模)等。
荷兰的EUV技术受美国《芯片与科学法案》限制,可能对中国技术引进构成障碍。

2. 中国技术路径选择:
自主研发路线:上海微电子需从头开发EUV核心部件,包括光源、光学系统、掩模版等,可能面临技术积累不足的问题。
技术引进受限:若无法通过荷兰渠道获取关键部件(如光刻机核心模块),需完全自研,时间周期将延长。

3. 关键部件依赖:
光源系统:需研发高功率、高稳定性极紫外光源,可能依赖进口材料(如高纯度氩气、高纯度硅材料)。
光学镜片:需突破高精度反射镜制造技术,目前全球仅有ASML、蔡司等少数企业具备能力。
掩模版:需开发高精度相位掩模技术,国内在这一领域仍处于起步阶段。



三、国内产业链与配套能力
1. 光刻胶技术瓶颈:
7nm光刻机需要高分辨率光刻胶,目前中国光刻胶企业(如上海华特)在193nm DUV光刻胶上已实现国产化,但EUV光刻胶仍依赖进口(如日本JSR、美国L3)。
若无法突破EUV光刻胶技术,光刻机将无法实现7nm工艺节点的良率要求。

2. 芯片制造工艺适配:
7nm光刻机需与国内芯片制造企业(如中芯国际)的工艺流程兼容,包括晶圆平整度、蚀刻工艺等。
目前中芯国际的7nm工艺仍处于验证阶段,与光刻机的协同开发需时间。

3. 供应链风险:
若关键部件(如光源、光学镜片)无法国产替代,将导致光刻机研发受阻。
国内半导体设备产业链(如光刻机、刻蚀机、检测设备)需协同突破,形成闭环。



四、时间线与可行性分析
1. 技术积累周期:
EUV光刻机的研发周期通常为510年,若上海微电子需从零开始,2025年前可能难以实现量产。
假设2025年为突破节点,需在20232024年完成关键部件的原型开发,2025年实现样机测试。

2. 政策与资金支持:
中国已将半导体设备列为重点攻关领域,国家科技部、发改委等可能提供资金支持(如“十四五”规划中明确支持国产光刻机研发)。
上海微电子需联合高校、科研院所(如中科院上海光机所)开展联合攻关。

3. 替代方案与阶段性突破:
若无法实现7nm EUV光刻机,可能优先开发DUV光刻机(如193nm),用于28nm及以下节点,作为过渡方案。
2025年前可能实现193nm DUV光刻机的量产,但无法满足7nm需求。



五、结论:2025年前攻克7nm光刻机的可能性
1. 可能性较低:
7nm EUV光刻机涉及多项核心技术,需突破光源、光学、掩模版等瓶颈,且国际技术封锁可能限制关键部件进口。
若仅依赖国内研发,2025年前可能仅完成样机研发,但无法实现量产。

2. 可能实现的关键节点:
2024年:完成EUV光刻机的核心部件原型(如光源、光学系统)。
2025年:实现样机测试,但需与国内芯片制造企业联合验证工艺兼容性。

3. 替代路径:
若7nm EUV光刻机无法实现,可能转向极紫外光刻机的下一代技术(如15nm以下节点),或通过与台积电、三星合作获取技术授权。



六、未来展望
20252030年:中国可能实现EUV光刻机的技术突破,但需依赖国际合作(如与荷兰、日本的技术合作)。
长期目标:2030年前实现国产EUV光刻机的量产与商业化,打破美国、荷兰对半导体设备的垄断。



总结
上海微电子在2025年前攻克7nm光刻机的可能性较低,但若在关键技术节点(如光源、光学系统)取得突破,并与国内芯片制造企业协同,可能实现样机验证。更现实的路径是优先发展193nm DUV光刻机,作为7nm EUV光刻机的过渡方案。最终能否实现7nm EUV光刻机,取决于技术积累、国际环境、政策支持等多重因素。

网友意见

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一张嘴就是槽点。

根本不存在所谓的7nm光刻机,直接把光刻机说成是7nm、14nm、28nm都是有问题的。

光刻机应该是按照光源波长来划分:

用436nm光源的是g-line光刻机,

用365nm光源的是i-line光刻机,上海微电子的 SSX600扫描式光刻机就是这个类型,

用248nm光源的是KrF光刻机,

用193nm深紫外光光源的是DUV光刻机了,DUV光刻机分为ArF干法光刻机和ArFi浸润式光刻机,

用13.5nm极紫外光光源的就是EUV光刻机了,

所以, 所谓的28nm光刻机、14nm光刻机,7nm 光刻机原则来说都是错误的说法, 其实是想表 达该光刻机的最大芯片制造精度。

就像同样是193nm波长的DUV光刻机, 荷兰ASML最高能制造7nm, 而尼康的就做不到,因为光刻机是一个系统集成的高精尖设备, 从光源到物镜到曝光系统到操作台, 每一个环节都需要极高精度要求。

而除了光刻机本身,芯片代工企业的加工技术也是一门大学问, 比如同样是能拿到ASML最新的光刻机,台积电的制造 工艺一直吊打三星和英特尔。台积电能用ASML的NXT1950i DUV制造7nm,而中芯国际用更新的NXT2000i DUV只能造14nm,而且良品率和成本还没有优势。

值得注意的是,由于美国主导的瓦森纳协定,ASML的新DUV(NXT2050i等)和所有的EUV对中国是禁售的。

中国02专项就包括制造和集成193nm光源的ArFi 浸润式前道DUV光刻机,只不过用ASML的DUV能 制造出7nm芯片,我们的目标是先能造出28nm, 毕竟从0到1才是最难的,然后再慢慢来吧

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随便翻翻,看到这篇。我tm直接服了

不求你睁眼看中华,起码得有点常识吧?

你说28nm全国产化,我相信还是比较难的。

说2025做到90nm全国产化烧高香。

那两家偷偷摸摸搞的是啥?

当初中芯搞好28nm后,一堆人问,什么时候搞好14nm。回答都是一五起步,上不封顶。

然后,破14nm后,直接一步到位7nm。

所以,严格来说到2025后,的确做不到完全90nm国产化。因为在全球化时代,一些零部件国产化不划算。

但我们能力保证40nm,28nm可靠国产化。这时来讨论90nm完全国产化有意义吗?更不要说,我们根本就没打算让90nm完全国产化。除非能顺手完全国产化,但这恐怕不可能

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不要猜了,国企的情况就是集中攻关没问题,协调整个产业链,那能磨到天荒地老。

光刻机需要的上游技术太多,需要协调大量单位,而这类大规模协调其他单位最好的方式就是让利。而国企的问题是所有人和管理人不一致,所以利益不统一,该给别人塞钱推动项目的时候,他要讲反腐、讲合规、讲防止国有资产流失;自己捞钱的时候,他能琢磨出来一套完全合规,但对项目推进毫无帮助的花钱方式来;到追责的时候,外部单位那么多,随便一推就行了。

反过来,如果上游零件都能随便采购了,到集中攻关的时候,责任没得推,成功了荣誉好处都归这个团队,责任利益都分得清清楚楚的时候,他两三年就能给你搞出来。

所以,上游技术都国产了,都买得到了,过三年就造出来了。相应的,上游技术都国产了,那是没法保密的,行业内从事的人自然都蹦出来表示光刻机指日可待,欧美国家也会纷纷表示中国想买啥就买啥,毕竟要赶在最后关头再赚一笔。

所以不用猜,如果2025年能造出7nm光刻机,那今明两年就有大量消息爆出来。

另外,7nm光刻机不是指7nm的波长或者说晶圆摆上去就能生产7nm芯片了,只是说这个光刻机可以用于生产7nm芯片,后续还有一堆工艺呢。其实很多拿我国以前造核弹造火箭来类比造芯片的都不太合适,核弹和火箭的产业链比芯片产业链短多了。目前对我国来说,突破单独某项技术都不是问题,问题是很长的产业链上,处处都需要突破时,这就不是个单纯的技术问题了,是个协调问题。

有些人说的让民营企业来搞,问题是我国民营企业做这个和欧美民营企业做这个是两回事,人家是先行者,做的时候每一步都是赚钱的,而芯片这种超大规模量产的技术垄断行业,落后就等于亏损,你得一直亏到技术赶上人家了,才能看到有点儿利润。那个民营企业经得起这么个亏法。

至于说国家给民营企业补贴,让民营企业来搞,这不就是新能源车的做法么?最后确实补出来了几个先进技术,但也补出来了一大堆骗补的。其实这就是免费网游里的氪金啊,只要氪得够多,最后总能抽到S卡,但到底要氪多少,那得看脸。作为后发国家,既然都后发了,就已经暴露了你非酋的脸,氪金是可以氪,但不要把希望完全寄托在这上面。

目前中国最大的希望其实是基础科学进展放缓了,就好比前面堵车了,后面自然就追上来了。国内工业门类齐全,科学理论是无国界的(你也拦不住),工程技术总会进步,等各个行业同步发展了,水涨船高,光刻机所需的产业链上游技术实现难度会越来越低,最后国企牵头搞个集中攻关自然就行了。02专项好像是2006年公布的,那时候确实太早了,才开始培养人才呢,现在过了十多年,至少光刻机所需的技术能分解,能给上游安排明确任务了,虽然我觉得2025年没指望,但再宽限几年应该没问题。

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————10月12日更新—————-

~~~~~~~~~更新一下~~~~~

9月19日,上海微电子装备集团(以下简称“上海微电子”)官方发布消息称,上海微电子于9月18日举行新产品发布会,宣布推出SSB520型新一代大视场高分辨率先进封装光刻机。

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汗。是这样的。请不要单纯以0和1 来看我国的芯片先进工艺。

斯米克还要到大连某海外厂代工 贴牌,很多人不知道吧;很多吹到天上的良率都是测试良率,不是从进料,到出货的直通率,很多人不知道吧;很多设备说自己验收了,马上量产,就是测试了一下,开了几个小时高功率,完事就萎了。

那么按照 台积电定义的支持N7工艺的光刻机,可以用浸没式DUV(技术上需要四重曝光工艺),很费成本。28nm及以下这种特征尺寸当然不如EUV光刻机,现在EUV 5年里边做出来都费劲,更别说美国封锁了,会影响量产了。

按照节奏,那台28nm的浸没式光刻机今年该验收的,反正呵呵了。可以多去业界问问他们怎么了。

国内90nm 干法还不错,量产了,后道先进封装工艺先用着吧。跑久了,国内供应链也成熟了。

光刻机里边高端零部件相当多,研发阶段是替代海外零部件,积累产业化制造经验的过程,晶圆厂是7*24h 工作的状态下,坏了要马上有得检修,设备也要便宜。(设备90%是零部件成本 不能靠压缩人工打性价比,不然老子不干了,反正培训费那么贵 也不是我掏的钱,反手去做低端设备去)

还有光源,电控,机械手很多零部件的,国内做的先进且出货比较多的,性能稳定的没几家呀。

7nm 谈何容易啊

耳闻了头几年他们老板让他们照着别人的机台,用国产零部件组一台光刻机,史称国产光刻机。

过了十几二十多个月,还在洁净间吭哧吭哧组装。老板遂大怒,本世纪初的东西 你们抄了这么久,偷懒了吧。

一个男人 拿着微薄的薪酬,带着工程师的头衔,做着最伟大的事业,被骂成狗。当场老子不干了。

(最后段子,是我改编的)

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依据评论,挑几个有代表性的问题回答一下。

1.中芯国际

生意很好,国内很多研究所想流片都排不上号,只能去新加坡等地方找代工。梁是个工作狂。

能百度到的或者大家都熟知的我就不赘述了。梁孟松和蒋尚义的路线之争,最终妥协是来自于国家层面的压力。最终结结果总的来讲是对梁博士有利。

无论是蒋尚义支持的先进封装还是梁孟松要坚持做的先进制成。没有对错之分,因为没人能否认这两者的重要性。但是我更支持梁。

后摩尔时代显然还没到来。

考虑到有行业外读者,口语化解释一下这些名词。不全面的地方杠精不要来杠我,我先认错。

先进封装和先进制成其实大的方向是一致的,都是提高集成度。只是一个相对是宏观的(先进封装) ,一个是相对微观的(先进制成)。

先说现金制成,制成越先进,也就是说栅极宽度越小(28 nm,14nm,7nm),晶体管集成度越高,那么单位面积的运算能力越强。光刻机在里面就扮演了预雕刻的角色,为什么叫预,因为光刻机自己不去刻,只是光通过mask然后将mask上的pattern打到wafer(硅片)上,然后真正雕刻的过程是etching来做的,这之前还有doping,cvd pvd lpcvd 等不展开说了。简单总结就是,芯片上面那些电路,都是化学腐蚀或者用离子束射出来的。光刻机留下的pattern越精细,制成越先进。

先进封装其实就是,胶囊房,或者小户型,麻雀虽小五脏俱全那种意思。FININ FINOUT WLP SIP FC等


2. 华为

评论里面有位兄弟的评价非常到位: 一体两面。

能做事做实事的是他,时不时搞个热点让人不舒服也是他。

回国之前我对他的评价趋于负面,251狼性沸腾等事件。

回国之后,和国内的企业及各类研究所合作打交道多了之后发现,除了他基本上没什么能打的企业。我使用的是基本上,如有补充请说明。

一般人对华为的了解,一般限于消费者业务(卖手机WiFi),运营商业务(通信设备),但是华为在做的事情,远非这么多。他们有一大批优秀年轻的工程师,他们能力很强,也很拼搏,也很聪明,他们在做半导体全产业链的东西,从IC design 到 半导体设备 半导体制造,他们都在做,而且做的(虽然抄的比例很高,但是工业领域没谁屁股是干净的)也很不错。我也不知道他哪里那么多钱,全年都在招聘(在某招聘平台挂过简历的同学应该知道,隔三差五就有华为HR找)

全产业链 想想 HUAWEI= Intel +Broadcom+ASML+LAM+TSMC....

Amazing!

他们的食堂很干净,合作的工程师很有礼貌和专业素养。他们做事风格很符合我的风格,一就是一。

一体两面。这么大体量的公司,有些负面新闻太正常了。小米公司没有合作过,不予评价。但是雷军也是工程师出身,相信不会差。中兴,额 额 嗯。


下次再更,,,我的深夜红烧鱼快糊了。。。。


以下原回答

我如果照实回答,肯定会被开除国籍。

肯定会被扣崇洋媚外的帽子。

肯定会被限期离境。

本人,本科某985毕业 研究生法国某工程师大学,五年海外某头部半导体设备厂核心研发团队任职经验,于今年回国,担任某企业技术中层,参与了一系列包括中科院微电子所中科院半导体所光电子创新中心上海微电子所重庆联合微电子等等的项目。

(这段话,是交代我不是门外汉,不是信口胡诌,但是匿名嘛,你当我吹牛逼也行)

研发团队以及应用团队建设严重跟不上喊出的口号。

重复投入,骗钱的项目满地跑。做不做成另说,钱得骗到手里。

半导体行业看上去红红火火,其实是恍恍惚惚。

好学校的毕业生来干这一行的并不多。我说的不多,是和海外比。

华为算是吸纳优秀学校毕业生比较多的公司,在与其合作的时候,虽然经常被压迫,苦恼华为严密的信息保护的繁琐流程,但是与其研发人员沟通交流之顺畅,让人愉悦。我很喜欢和他们的工程师打交道。也喜欢和研究所里面年轻的研究助理打交道。

很多人寄希望中科院各种所。

实在不想泼凉水。

降低期望值吧。

(没有产品产出审核压力,只有项目审核压力。懂的应该知道我在说什么。简而言之,钱花出去就行,怎么花的,购置了一堆先进仪器就行,怎么用的,购置了一堆先进仪器,项目产出是什么,购置了一堆先进仪器)


世界上所有问题都最终是结果导向。

很水。很水。

我不想透露更多,只有上面四个字。

真想突破,还是得商业化公司。得国家大力扶持的商业化公司。

目前来看,只有华为。


今天是918,国耻日。

出国念书前,对爱国这俩字还体会不深。在外面待了几年之后才慢慢明白了国之于一个人的重要。以至于听着听着国歌就眼角湿润。

我本不需要在一个讨论技术的问题下面还特意强调来我爱国。但是你看评论里面就有一段我看不太懂逻辑的评论。

去看看这个问题下面评论比赞数多的回答下面,不是开除国籍是什么?要不是友善度保护,人籍都快不保了。

我这个人不喜欢回复,只喜欢拉黑删除。匿名还能拉黑,爽。

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发现在芯片话题下面一个好玩的现象,芯片从业人员都表示不报希望,外行的都是信心满满。建议国家用后者把前者替换掉,中国芯片行业就能很快超越英特尔三星台积电了

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我经常问一个问题,如果你周围所有的人都骗你时,你怎么发现他人的话是假的???

关于国产光刻机的报道就是如此。国内所有的自媒体,官方媒体,没有一个说真话,都在骗,都在骗,都在骗,没有一个说真话,,,,,,

上海微电子真能做90nm制程的氟化氩DUV光刻机??? 在上微官网上真的有产品介绍,SSA600前道光刻机,线宽最窄90nm,光源氟化氩。经媒体报道后,几乎所有的人都相信上微能做到这水平。可实际情况呢,关键零部件,光源从日本进口,镜头从德国进口,还有哪些不为人知的零件进口一大堆。 不说零部件进口,就算完全国产化,据内部人才透露,上微那个机器不能用,软件BUG一大堆,不稳定,老出问题,国内芯片厂都不用。

对于国产28nm制程的DUV光刻机,媒体报道的,光源有北京科益虹源,双工件台华卓精科,启尔机电等不说了,对于不明真相的人还真的信了。北京科益虹源,到现在它就没做出过能用的氟化氩光源,已经做出来的是248nm氟化氪光源(4KHz 40W),这个还是2020年申请奖金项目。上微那个SSA600光刻机,用的193nm氟化氩光源,显然不是科益虹源做的那个。华卓精科那个工件台,最多能做65nm精度,还是理论上的,实际也就能做90nm线宽。为什么,机械加工精度不过关。

所以,国内的那些不明真相的人,还是别做梦了,中国能在2030年前把90nm氟化氩DUV光刻机搞定就不错了。如果说完全自己做,根本没有可能,到时看看德国日本会不会卖那些相对过时的技术。 比如德国就把镜头镀膜技术及设备卖给了北京国望光学,到媒体手里,这又变成了自己突破了技术。

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就知道的说两句。

1.光刻机突破性的技术成熟于2016年,那一年形成了asml公司的垄断,击败了诸多日本美国光刻机厂商,而asml垄断的技术就是极紫外光刻机。

2.不要关注于能不能制造28nm,国内只要能完全自主的制造90nm芯片,就能在2年内制造14nm芯片,甚至于少量量产7nm芯片。

因为制造90nm,制造14nm,7nm都可以用到同一种光刻机。

2022.3.26

看到有人有疑问,有疑问很正常,牵扯到很多专业知识。比如这个“攻克7nm光刻机”的题目就很不专业,但大家都不是行内,在此就就简单解释下。

1.从制程130nm到65nm,从45nm到7nm芯片,本质上都是同一款光刻机,不过是干和湿的区别。

2 曾经90-7nm芯片的制造进程,国内很多企业人员都有深入参与,因此配套的原材料,设备和厂家缺什么,合格的应该是什么,大体都清楚

3.芯片制造环节生产线调试和光刻机同样重要。

2023.2025.2030是重要节点,目前进展顺利。

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这谁也不知道呀,不过架子搭起来了,工作就能持续推进!

甚至把问题再放大一些,我们看所有涉及卡脖子的技术,只要技术发展的基础有了,在持续推进之下就必然会产生结果!

我觉得有几个关键事实在支撑我上述的逻辑。

一是技术发展的大背景,在经历上世纪的技术爆炸之后,大家也都能看到,基础领域的技术变革越来越少,人类目前大概率处在技术发展的平台期。别的不说,自从2005年F22首飞后,美军几乎再也没有产生过震撼世人的高科技。即便是高超音速飞行器,也不过是材料技术缓慢进步的成果,很难称得上革命性!

二是中国的老龄化还没有到挤压国家技术投资的程度。中国仍然在持续的老龄化过程中,它也的确给了一个令人不安的危险警示。但就目前而言,在低福利社会环境下(此处不评论低福利的对错),社会投资仍然有能力持续的投入技术创新。这不只体现在国内IT巨头的财报上,其实关注一下资本市场在创新领域的项目,也可以大致判断!

这两个因素叠加,实际上给技术追赶者很大的机会。比如5nm技术,就目前的情况而言,你不用担心几年以后,这个技术没有商业价值而导致投资血本无归!把这个情况放到二十年前,我相信谁也不敢这么投资!

风险或者可怕的是,非硅技术突然爆发,并取代硅片,那就麻烦了,但现在看不大可能!而且任何一种可能的技术技术突破,完全不可能掩过中国人的耳目悄然发生。我们不是日本人,赌方向。我们都是在各个方向上落子布局,这也是因为我们国家大可以这样做,所以乐观一些并不为过!

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如果混着收益高就混着

如果骗投资收益高就骗

如果倒闭收益高就倒闭

如果造出来收益高就造

关键不是能不能,而是利润是不是最高。

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