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EUV热潮不断 中国如何推进半导体设备产业发展?

国际半导体制造龙头三星、台积电先后宣布将于2018年量产7纳米晶圆制造工艺。这一消息使得业界对半导体制造的关键设备之一极紫外光刻机(EUV)的关注度大幅提升。此后又有媒体宣称,国外政府将对中国购买EUV实施限制,更是吸引了大量公众的目光。一时之间,仿佛EUV成为了衡量中国半导体设备产业发展水平的标杆,没有EUV就无法实现半导体强国之梦。以目前中国半导体制造业的发展水平,购买或者开发EUV光刻机是否必要?中国应如何切实推进半导体设备产业的发展?

EUV热潮不断 中国如何推进半导体设备产业发展?

所谓的极紫外光刻,光刻技术应用于现代集成电路制造中,采用波长10 ~ 14 nm紫外光为光源,曝光波长减小到13.5nm,不仅使技术可以扩展到32nm光刻过程,更重要的是,它使纳米级时长的半导体制造工艺更简化,生产周期可缩短。

Lin Yu对赛迪半导体研究所副所长认为,对中国电子报记者:“曝光是芯片制造技术的主要环节。”。目前主流的芯片制造是基于193nm光刻机。然而,193nm沉浸式光刻技术难以支持低于40nm的生产工艺,所以22和20nm及以下技术节点,芯片制造商必须193nm沉浸式技术和多种成像技术结合使用,以突破极限的过程。然而,多重光刻的过程需要多次光刻、蚀刻、沉积和其它处理,这实际上提高了制造成本并延长了处理周期。

因此,EUV技术本质上是通过增加工艺成本来平衡工艺成本和循环成本。例如,EUV技术是随着组估计的规定启用,只有1的口罩可以产生7nm和5nm节点。从理论上讲,它可以简化过程,缩短生产周期。

对此,核心研究部主任王晓龙说:“EUV技术的研发主要是针对传统工艺的多次曝光等繁琐问题。在过去,曝光过程可以重复2~3次,但EUV技术可以一次完成,既缩短了工艺,又节省了时长。在简化过程和缩短生产周期的同时,EUV也提高了生产能力并提高了效率。

太早中国购买

根据紫外,在国内传出一个声音:“西方瓦瑟纳尔协议”的限制,中国只能在低端产品,购买ASML出价更高,可以购买的高端设备设备。The day before, ASML China President Jin Yongxuan denied this in an “China electronic newspaper” interview with reporters. 据金永轩说:“一个国内知名的半导体晶圆厂现已推出7NM ASML EUV订单谈判过程,第一EUV设备落户中国指日可待。”

也就是说,EUV不限制进口中国。然而,最大的问题可能不是EUV技术进入中国有限的或没有,但有必要买吗?由于EUV开发技术难度高,特别是EUV光源的功率不足,导致曝光时长太长,因此EUV变得实际是非常困难的,EUV技术是目前较成熟的国际企业只有ASML的EUV,销售价格是非常高的,超过1亿欧元的价格。目前,EUV主要应用范围为5nm以下7nm流程节点,节点尤其是晶圆制造过程。

“对于国内制造企业来说,芯片制造工艺水平不达EUV的范围是好的,目前我们28纳米批量生产,14纳米仍然布局。极紫外,如果使用这种技术的14nm芯片生产,成本太高。”Lin Yu指出。

王晓龙也认为,EUV技术仍然是中国面临的一个挑战。王晓龙介绍,EUV主要开始在7nm,目前国内暂时没有这项技术的应用。国内集成电路相对落后,还没有达到EUV技术的先进水平。一些国内企业还没有在这项技术中发挥辅助作用。EUV进入中国可能需要几年了,目前国内28nm刚刚开始,2020,然后7nm约14nm,最坏的预测可能是2025,而中国的技术相对落后,赶上先进技术将生产成本高,还没有足够的资金来支持这一技术。”王晓龙说。

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