在过去数十年的时间里,“缺芯”是中国IT产业一直没有解决的问题,我国虽然是芯片消耗大国,但每年对芯片的进口却总额却能超过原油,可见我国对海外芯片的依赖程度。当然,我国也有芯片研发实力碾压西方的企业,但在芯片制造环节,一直被老美所垄断。
比如光刻机,这是芯片制造过程中的关键设备,这种设备集结了化学、光学、物理学等多领域顶尖技术,制造难度极其复杂,在这一领域ASML则是金字塔最顶尖的企业,垄断全球EUV光刻机市场。
然而,当中西科技竞争日益加剧,在老美的制约之下,高端光刻机无法进入国内市场,为此近年来国人对光刻机的关注度一直居高不下,但在国内研发人员的努力之下,组成光刻机的核心子系统也在一一被国人所攻克,比如清华团队与华卓精科推出的工件台,已经完全达到了EUV光刻机的要求;中科院的光学镀膜水平同样达到了世界领先水平,这为EUV光刻机镜头的制备打下了坚实的基础。
不过,除了生产芯片所用到的光刻机,其他芯片制造设备方面,国内企业也有肉眼可见的发展速度,比如决定芯片质量的测量设备。
关于测量设备,相信不少网友可能会忽略它的重要性,在生产芯片过程中,测量设备是控制芯片良品率的关键,芯片良品率越高,制造成本则会越低,而且成品芯片的功耗控制、性能也会越出色。
其主要功能是检查晶圆加工前后的参数是否达标,所以测量设备也涵盖了光学、声学和电学等多学科领域的顶尖技术,技术难度同样也很高。而在芯片制造测量市场,老美同样掌握着很高的话语权,美国的科磊半导体、美国应用材料和日本日立高新这几家企业掌握着全球70%以上的市场。
然而,令国人高兴的是,近几年国内企业在芯片测量设备方面同样获得了巨大突破,就比如国内的东方晶源,上海精测、睿励等。
众所周知,晶圆是芯片制造过程中的关键材料,晶圆的直径尺寸越大,生产出来的芯片数量则越多,全球半导体产业的不断加速,晶圆的直径从早期的6英寸,已经发展到了当下主流的8英寸、12英寸。晶圆尺寸的逐步提升,对检测设备的要求也越来越高,当12英寸的晶圆已经成为芯片制造企业普遍所用的主要材料,摆在国产芯片制造行业面前的需求就是12英寸晶圆的测量设备。
不过,国内确实有一些企业能达到这一水平,比如上海的
睿励科学仪器(上海)有限公司,这是中微半导体所投资的企业。作为全球领先的蚀刻机制造企业,中微半导体能看上并投资上海睿智,可见这家企业的潜力。
早在2020年,睿智就推出了12英寸的光学薄膜测量设备,不仅拥有自己的知识产权,实现了100%国产化,而且良品率能达到惊人的99.9%,性能完全可以与国际领先水平的设备相媲美,还获得了代工巨头三星的认可。
2021年6月,睿励在此前的基础上进行了功能的升级和完善,增加了反射测量模块和深紫外测量模块,带来了新一代光学膜厚量测设备TFX4000i,这款设备适用于40nm、28nm、14nm、7nm,甚至5nm工艺芯片制造的前后道,及10nmDRAM、3D NAND等生产线。
而且2021年的出货量超过了30台,其中就包括大量TFX4000系列设备,顺利成为国内唯一为三星提供芯片制造工艺检测设备的企业。或许正是因此,中微半导体在今年加大了对睿励的注册资本,并加大对睿励的持股比例,由此前的20%提升到了29%,这在很大程度上形成了产业链协同效应,为今后的科研、业务发展提供了充足的保障。
截止目前,在晶圆检测方面虽然美企依然保持着相对领先优势,但我国的睿励、东方晶源等在这一方面实现的重重突破,尤其当老美成立联合日、韩等地区组成“芯片四方联盟”,旨在束缚我国芯片产业链的发展,这为我国未来7nm、5nm等先进半导体制造工序的完善奠定了良好的基础,至少在某些关键领域可以摆脱老美对国产芯片的锁喉!
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