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      中國芯片行業最大痛點:光刻機!
      http://www.biclopsgames.com 2020-06-15 15:38:47 百家號
      電工電氣網】訊

      芯片的發明是人類進入信息化時代的標志,隨著中美貿易戰的不斷升級,有關芯片的問題屢屢出現在大眾視野,而半導體芯片的戰略地位也在不斷提升。回顧半個世紀半導體產業發展的歷程,經歷了兩次產業轉移。第一次產業轉移發生在上世紀70年代,日本以DRAM為切入點,在美國技術的支持下實現了空前性的技術突破,索尼、松下和東芝等知名企業開始走進歷史舞臺。第二次產業升級發生在上世紀80年代之初,同樣是在美國的扶持下,韓國、臺灣憑借他們早期大量的資金投入高素質、低成本的人才,成就了如今的三星、臺積電等巨頭企業。

      我們從以上不難發現,這兩次產業轉移的背后都有著與美國的博弈,而博弈的同時也會催生出一批新的行業巨頭。從索尼、松下、東芝到三星和臺積電,毫不夸張地說,在即將到來的第三次產業轉移中,掌握芯片者就能掌握未來的財富之源,同時擁有國際上更多的話語權。

      2010年起,全球半導體產業已逐步向中國轉移;而我國自2014年啟動芯片行業的“大基金”項目以來,也越來越重視半導體產業的發展,中國大陸集成電路半導體行業正在逐步崛起;同時受到老美對我國芯片制裁的影響,未來兩年將是中國半導體芯片發展的黃金期。

      近期美國不斷升級對我國半導體芯片產業的封鎖力度,國內一批企業被列入了所謂的實體名單。中芯國際向ASML訂購的EUV光刻機本應在2019年上半年交付使用,卻一直被美國干擾,至今尚未得到荷蘭政府的許可。近日華為又遭受美國對芯片供應鏈的重度打壓,可以說未來兩年,是國產半導體芯片生死存亡的關頭;有兩種可能,或置之死地而后生,或在各種制裁下一蹶不振,中國高端科技產品也將備受牽制,后果堪憂。

      我們知道,光刻機是芯片制造過程中最重要的環節之一,占了總成本的三分之一,也是我們當下最需要克服的尖端技術。光刻機被稱為工業的真正命脈,而荷蘭阿斯麥的EUV光刻機則是命脈的真正主宰。

      要想深入了解光刻機,必須要了解一下芯片制造的全過程。從外界各渠道獲取的信息,我們知道芯片制造是一個極為復雜的過程,涉及到多個學科的最尖端知識技術。

      第一,首先是芯片設計,設計公司如高通、博通、英偉達、海思,聯發科等IC設計公司。他們會根據設計電路圖設計,然后送到芯片加工制造公司。其中的流程為:規格制定→硬件描述→模擬→合成→電路模擬→布局繞線→光罩制作,整個過程要進行不斷的修正,反復的調試測試。在2019年,海思終于超過了英偉達,成為了世界上第三大IC設計公司。然而海思只是一家芯片設計公司,并不涉及芯片的加工制造環節。

      第二,晶圓制造,芯片設計公司將會把制成的光罩送到諸如臺積電、三星及中芯國際等晶圓片制造公司,也就是大家口中的“芯片代工廠”。晶圓片廠通過光罩將電路圖轉移到晶圓上,大概的流程為:洗凈→成膜→涂布→曝光→顯影→蝕刻→剝離;在這個環節更具體的流程極為復雜,暫不做贅述。

      第三,封測,封裝檢測,芯片制作完成,交付使用。大概流程為:背面減薄→晶圓切割→貼片→芯片互聯→成型→電鍍→切筋成型→出廠測試。而后再交付設備廠商,如蘋果,小米,華為,vivo等廠商以實現芯片的最終價值。

      目前我們芯片制造過程中存在最大兩大欠缺,一是光刻機,二是材料。芯片材料目前主要由日本掌控,而作為半導體芯片生產環節最昂貴最復雜的核心設備——光刻機也只有日本和荷蘭兩國掌控。光刻機設備光源包括i線、KrF、ArF以及EUV,EUV之外的這兩種光刻機是目前使用最廣泛的一代光刻機。

      前段時間中芯國際向阿斯麥購買的DUV光刻機,就是一臺ArF光源設備的光刻機。并且有消息表明年底中芯國際將實現7nm芯片的小規模量產,這與臺積電生產的第一代7nm光刻機已經很接近。但是DUV生產7nm芯片已實屬不易,最高極限是5nm;并且據說三星臺積電已經在研發3nm甚至更高工藝的光刻機;所以若中芯國際向阿斯麥訂購的EUV光刻機如果遲遲無法交付使用,在中芯國際能量產7nm芯片的前提下,我們的窗口期也只有三年,最多五年時間。中芯國際7nm芯片能否順利量產,直接影響到未來幾年我們的手機廠商等設備廠商能否順利發展。

      上世紀80年代的光刻機技術,其實主要由美國掌控。而后來日本尼康靠著極大的資金投入終于有了很大的突破,直到2000年時候,尼康甚至達到了市場份額的百分之五十,這讓一度日本看到了新的希望。然而,日本的崛起讓老美無法容忍,在更早些的時候就開始打壓并更換扶持對象,而本身不太長于技術阿斯麥公司在合適的時機下成功拉攏到當時的世界頂級的微影專家林本堅并委以重任,而后在04年又同臺積電合作,共同研發出世界上第一臺浸潤式微影機,自此,阿斯麥開始全面碾壓尼康,真正走上歷史舞臺。

      長于溝通協調的阿斯麥,在多年來和多個多家多個勢力集團的斡旋下,股權分配也是極為復雜,這也決定了阿斯麥光刻機的生產與出口已不僅僅是簡單的商業利益問題;不過多方的利益捆綁也決定了其有著飛速發展的最大可能,這也讓阿斯麥漸漸奠定了光刻機的霸主地位。

      如果我們能夠順利買到阿斯麥的EUV光刻機,至少能夠保證我們十年半導體產業及相關產業的發展。然而最近,隨著老美對我們制裁的頻頻升級,估計短時間內我們拿到這臺EUV的可能性是越來越小,這無疑對中國企業尤其是華為手機業務的發展有著極為不利的影響。

      不過,中國向來有著愈挫愈勇的優秀傳統,越是打壓,越是有利于我們自主科技的發展!我國龐大的半導體芯片設備需求的市場,也決定了中國將是半導體產業轉移的最大重心。

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