国内“巨头”打破垄断,光刻机迎来希望,核心器件已研制成功

中国的半导体产业虽然谈不上落后,但也算不上先进,有像华为海思这样闻名全球的芯片公司,也有崭露头角的汇顶科技、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的,中国的芯片公司主要只是掌握了设计。

整个半导体产业链规模是十分庞大的,从EDA到芯片设计、芯片制造,到最后封装测试,所涉及到的公司不计其数。而在中国大陆,半导体产业主要存在于芯片设计这块,我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计,并未参与到制造过程中。

中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产,如咱们熟悉的台积电,不仅是麒麟系列芯片的代工厂,还是苹果A系列芯片的代工厂,也就是说,台积电是芯片设计公司的上游供应商,而在台积电的上面,还有更上一级的供应商,那就是半导体设备商。

整个半导体制造产业中,最核心的设备就是光刻机,因为缺少了光刻机,中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。相比之下,台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了,所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了,中国已经开始追赶了。

投影物镜、工件台和光源,这是制造光刻机的三大核心子系统,对自主生产光刻机有着至关重要的作用。早在2001年的时候,荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统,极大的提升了光刻机的产能,从原本单工件台的80片/时,提升到了270片/时。

就在那时候,ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0.1微米,而中国光刻机分辨率还处于0.8到1微米,而且缺乏产业化,主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出,引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。

朱煜当时就认定,中国必须掌握这样的顶尖技术,因为这是强大的技术壁垒,双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。在这样的背景之下,朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作,2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。

但在后续的研发过程中,朱煜团队又陷入到了瓶颈之中,从2004到2008年,团队一度因为研发经费不足而几乎停滞,好在2009年“02专项”开始实施,团队才再次获得科研经费,从这时开始,朱煜团队开始重点研发双工件台。

为了加快产业化进程,2012年朱煜等人成立了华卓有限,也就是如今的华卓精科,经过长达8年的努力,朱煜团队终于开始收获回报了。2016年华卓精科研制成功两套α样机,这也是“02专项”光刻机项目群中,首个通过正式验收的项目。

如今在朱煜等人带领下的华卓精科,成功打破了ASML长达20年的双工件台垄断,成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划,华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台,朱煜表示,这款产品的售价约为6000万元。

目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单,公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨,因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户,而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。

需要注意的是,尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额,华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为,工件台属于核心技术,不对外销售,因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。

总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻,首先是客户单一化,成为了企业营收最大的难题;其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机,只能满足90nm工艺需求,对于日渐提升的半导体产业而言,意义还是很有限的。

所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破,还得看后面上海微电子能够做得怎么样。据悉,上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付,其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。真心希望如外界所言,国产光刻机能够在2021年迎来新的突破!

本文源自头条号:王石头科技

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