哈工大突破EUV光源技术,距离国产EUV又近了一步,但差距依然很大

甘魂子逸影 2025-01-04 22:56:35

2024黑龙江省高校和科研院所职工科技创新成果转化大赛上,哈工大先进技术研究院一举斩获两个项目一等奖,对此人们都十分关心。

其中一个一等奖项目是“核工业自动化检测维修机器人”,以此为话题我们和人们聊了聊关于该项目的科技成果。

而另一个一等奖项目则引起了我们的兴趣,因为其项目名为“放电等离子体极紫外光刻光源”,因此人们也对该项目非常感兴趣。

后来我们查阅了相关资料,发现该科技成果与我国的半导体产业息息相关。

这是一个十分重要的成果,然而它离我们完全掌握EUV光刻技术还有很长的路要走。

光刻光源技术。

众所周知,我国想要在半导体技术上获得独立,是离不开掌握光刻机核心技术这一环节的,而其中EUV光刻技术更是极为重要的一步。

近年来随着中美贸易冲突越发加剧,我国也相继出台了一系列政策来加大力度推动国内半导体产业的发展,其中就包括了台积电投资落户南京一事。

人们也纷纷表示,希望通过国产光刻机减少对国外技术的依赖,从而提升我国半导体产业的自主可控性。

这项哈工大的科技成果无疑会对我国半导体产业的发展助力巨大。

据悉,该项研究并不是哈工大的科研团队自己进行的,而是为了满足我国极紫外光刻市场的需求,经过前期探索后,组建了由包括多所高等院校和多家科研机构在内的联合攻关团队,这一团队汇聚了我国多个科研领域的优质学者和科研人才,是我国科研行业的一支生力军。

该团队在研究过程中取得了一系列突破,其中最令人瞩目的就是此次获得大赛一等奖的“光刻光源”研究成果。

在当前全球极紫外光刻市场下,该成果完全有潜力挑战当前领域内的国际产品,并且综合优势超越其他国际产品,为我国挺进极紫外光刻市场开辟了一片新天地。

虽然说该团队这一研究成果被应用于EUV光刻机上会有着极大的推动作用,但它只是光源技术这一单一领域的突破,并没有涉及到EUV光刻机整机的供应链。

而当前全球只有ASML公司能够生产EUV光刻机,其旗下的产品则搭载着西盟与通快合作制造的光源。

但话说回来,如果将光源技术放到整个光刻技术流程中分析,其实处于较为初级的位置,要想实现整台设备国产化,还有很长的一段路要走。

全球生产EUV光刻机能力强于ASML的不止一家还有其他企业,但都因为各种原因退出了该市场,而当前ASML独霸这一领域,由于其掌握着全球市场最多份额,所以也被称作“绝对领导者”。

ASML向来保持着慎重保守的态度,对其掌握前沿EUV市场份额的强势地位铁定非常满意。

近年来其业绩逐年上升,订单供应能力略显紧张,尤其在疫情结束之后,指数上涨更为迅速。

其领导者若不是对自身有着绝对自信,应该也会觉得自己正坐在一条逆风飞驰的“火车”上。

ASML可谓是EUV光刻机中的绝对巨头,但是哈工大的这项“放电等离子体极紫外光刻光源”成果卻并不能与之直接竞争,因为供需视角是两个不同层面的东西,ASML生产EUV光刻机需要极紫外光源从而实现更精细化的半导体晶圆加工,而哈工大的成果在这里充其量只能算一种突破。

针对全球市场而言,哈工大的成果具有广泛适用性,但若想其能够更好地促进我国半导体产业发展,有待国内企业进行二次开发。

据悉,在整个极紫外光刻过程中,有多个环节都涉及到高端制造技术,其中一点便是EUV光源,我们来看一下这些环节都有哪些工作。

首先需要有一个适合并且符合要求的激发发射器来提供激发能量输送,然而要想拥有这样的设备如今完全依赖现有技术还是不现实,还需要新的科研成果来保证质量和规格要求,换句话说就是需要新的科技爆发。

其次需要一个掩模将能量转变为任务能量,因为激射发射器无法直接产生任务能量,所以就需要掩模作为替代工具,将能量转化成任务能量来完成加工任务。

此时又面临着第二个问题,因为现有掩模无法达到技术要求,需要开发出新型材料来制造掩模,以便其能够更好地转化能力。

最后一个步骤是将能量注入到加工设备中,这一步骤相对比较简单,但关键在于前两步,需要解决复杂问题后才能顺利实现。

EUV光源技术。

面对当前的情况,我国下一步应当考虑如何进一步提高EUV光源功率,同时也要确保研发出的高性能光刻胶具有足够好的性能质量。

然而这一目标的实现并不容易,需要克服许多技术挑战和困难才能达到预期效果。

同时还需要投入大量的人力物力资源来进行实验研究和测试,以确保最终得到的产品符合行业标准和市场需求。

然而,这个过程是值得投资和追求的,因为高性能光刻胶是实现更高分辨率和更小尺寸器件制造的关键因素,能够直接影响到半导体行业的发展。

对于EUV技术来说,未来的发展方向将主要集中在两个方面:一个是如何提高EUV光源功率的问题,另一个则是如何开发出适用于EUV技术的高性能光刻胶。

因此,为了解决这些问题,我们需要进行大量深入细致的研究工作,并加强与学术界和产业界之间的合作与交流,共同推动这个领域的发展。

同时还要积极探索和开发新型材料和技术,以满足日益增长的市场需求和科学研究需求,并不断提升我们国家在这一领域的技术水平和竞争力。

哈工大这一科研成果表明,我国在极紫外光刻领域已经取得了一定程度的发展,为国内企业进行二次开发提供了可能性,可以说开辟了一条新路。

但同时,我们也要认识到当前全球市场目前仍然被ASML垄断,其凭借在设备上的绝对优势,使得无论是新兴公司还是老牌公司的抗衡都显得苍白无力。

但是如果将目光放远些,随着全球制造商向中国制造业转移,将是后ASML时代出现的一种新的市场模式。

国家和企业绩效稳定且经济快速发展的情况下,我国完全具备实力挑战ASML的地位,这是基于我国现阶段不断创新、努力增强自身实力所做出的判断。

而OECD报告也证实了这一观点,表明若实现国内半导体自主生产,将成为大规模吸引外资的重要步伐之一。

然而,我们更要清楚地意识到这一进程还处于较早期阶段,其挑战和困难不是我们现在就能够预料的。

如果今后真的有所实现,或是打破了某种平衡,那后果将无比深远,一度被认为不可逾越的门槛终会被新生力量打破,这是自然规律所在。

然而如今,我们必须面临最实际的问题,那就是中国没有完整、可靠的EUV技术,我们需要突破这一限制,需要解决的问题还有很多,而且相当紧迫。

解决方案有三:首先,可以考虑大力发展适用于EUV技术的一系列配套材料,这里有着极大的发展空间,很可能发生化学反应,成为中国半导体产业发展中的一块“敲门砖”。

其次,可以考虑探索一些先进的新型光刻技术,这些技术目前看来还比较原始,但在未来如果研究成熟,有可能替代或补充传统的EUV光刻,并大规模应用,从而解放我国设计人才的大量劳动。

再次,可以探索新的企业与科研机构之间联动合作模式,以提高整体研发效率,更迅速地满足我国在本领域内急需实现商用化进程中对先进设备和材料的大量需求,提高我国本土企业核心竞争力。

还有一点,科研项目实施离不开人才支持,而科研人员又都是从大学中培养出来,因此要实现这些目标,就必须建立起完善采取措施以培养或吸引优秀人才加入,并购买我们国家具有一定影响力高校所培养的人才储备。

我国发展现状与方向。

事实上,在我国半导体产业发展过程中还有另一大关键瓶颈,就是我国内仍旧有设计人才对于使用EUV工艺抱有排斥心理,他们认为该技术并不能为目前处于封闭式布局中邀请强调完整性的中国半导体产业提供有效帮助。

这类声音确实一定程度上干扰了我们国家在半导体产业发展上的统一性,但是,为了决策科学合理,有必要认真分析这类观念在一定情况下是否成立。

究其背后的原因,应当是由于历史原因导致我国产业链横向不健全,仅从竖向来看,我国确实已经拥有完备的封闭式设计建筑体系,该体系起到了强大的保护效果,通过其封闭性可以有效避免很多风险,但也不是完全没有风险,所以还需不断改进安全性。

封闭式布局起初确实一定程度上打击了我们的设计人才活力,也无法保证产品设计高效率及低成本,同时也限制了产业设计创新可能性,这就导致了中国半导体设计水平永远无法赶超组织,但这些并非中国设计师所能控制出来,只能依赖地区经济条件发展向更高阶段迈进,从而获得更高物流能力同时还保留实用性的更安全的开放设计建筑体系,这是一条长远之路,而中国工程师们对此只能感叹。

那么,是否采用EUV工艺就足以扭转局面呢?

实际上,仅凭模式转换是不够的,还有许多其他关键问题也亟待解决,包括我国内尚未成熟的一系列配套技术,以及我国内部甚至个别专业行业所存在发展散落等问题,这些问题如果得不到及时解决,无论采用什么工艺或者手段,都会严重影响我国本土企业核心竞争力及原料使用率,还会阻碍我国进入本行业核心竞争力建立阶段。

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