1、光刻机是芯片制造中光刻环节的核心设备,是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备;
2、透射电镜作为一种极为重要的电子显微设备,在包括材料、生物、化学、物理等诸多领域发挥着不可替代的重要作用。
一个是芯片制造这块的,一个是科研仪器这块的,都是各自领域中重要的一部分,也是我国被卡脖子的技术之一。这两者被海外垄断的程度相当:
1、光刻机目前由荷兰ASML、日本尼康和佳能承包了,其中荷兰的ASML占据全球份额的87.4%。光刻机被誉为芯片之母,国产芯片的匮乏一定程度上源于光刻机的无力。但由于由于受到美国的影响,这些精端装备是是禁止向中国出口的。
在2016年6月“十二五”科技成就展览上,中国生产的最好的光刻机,加工精度是90纳米。这相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准,而国外已经做到了十几纳米。目前ASML EUV光刻机单价达到近一亿欧元,可满足 7nm 制程芯片的生产。
2、透射电镜目前由日本电子、日立、FEI(2016年被赛默飞公司以42亿美元收购)呈三足鼎立之势,,国内没有一家企业生产透射式电镜。冷冻电镜可以拍摄微观结构高清3d“彩照”,是生命科学研究的利器,透射式电镜的生产能力是冷冻电镜制造能力的基础之一。匹配冷冻电镜使用的工具都需要原装,零件坏了找不到人修理,只能等待零件邮寄到货后进行更换。
早在1963年,我国就开始了高压100kV电子枪稳定因素探讨的实验,1965年完成样机,中国自主研制透射式电镜于1979年达到当时的国际先进水平。后来由于种种原因,这项研究被中断。在很大程度上耽误了国产科学仪器进阶的黄金时期。
至于制造的难度:
1、我国最近很多机构打破了光刻机的专利壁垒。长春光机所,突破双波长激光共轴输出系统和方法;中科院,成功研发出极紫外光源技术;四川大学,突破了光刻机的光源技术。我国在光刻机领域取得的种种技术突破,阿斯麦尔都没有完全掌握,但仅仅突破还是不够的,我国要想实现EUV光刻机的国产化,至少就目前来看不太可能。
因为EUV光刻机是一个全球货,身上的零件可能来自全球各地不同企业和工厂。换言之,阿斯麦尔就是因为有全球光刻机生产链,所以才能垄断光刻机贸易市场。而这样的生产链,我国目前可能还无法布局。其次,EUV光刻机组装技术被垄断,因此我国就算成功拿到或者生产出阿斯麦尔光刻机身上的零件,也没有办法组装起来。
2、透射式电镜该领域的研发由于种种原因一度中断。“直到几年前,中国也试图重启这方面的公司,也曾立项想要完成场发射透射电镜的自主研发。”赛默飞公司技术支持陈宝庆回忆,曾经有相关的科研人员,辗转找到他询问。“他们想到的捷径之一是把生产厂商的专利拿来参考,但是其中很多生产工艺是秘方级别的,根本不会外传。”陈宝庆说。
在冷冻电镜从“看人影”到“辨雀斑”的发展历程中,中国没有使上劲。现在这项技术的核心部分已经成为了生产厂商的机密,我国想要自己掌握这项技术,差不多等于重头再来。
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