纳米芯片的研发现在到了什么地步？

发布网友 发布时间：2022-04-22 05:00

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热心网友 时间：2023-06-24 11:19

国产最先进光刻机
第一，目前全球最先进的光刻机，已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成，而是国际合作才能实现的。其中，制造光源的设备来自美国公司；镜片，则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二，中国进口最先进的光刻机，是7nm。
2018年，中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机，当时预交了1.2亿美元的定金。请注意，当时这台机器还没有交付，而是下订单。
但国内市场上，其实已经有7nm光刻机。在2018年12月，SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三，目前国产最先进的光刻机，应该是22nm。
根据媒体报道，在2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题：“重大突破，国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机，已经是重大突破。
22nm的光刻机，关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”，也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下，实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人，中芯国际不堪大用，澎湃芯片久不见进展，虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。
国产最新光刻机多少纳米
;?????国产芯中国“芯”!如果没有华为在通信科技领域的异军突起直接威胁到西方发达国家的核心利益，美国也不会如此丧心病狂的用一个国家的力量对付一个企业，当然我们老百姓也不会去关注芯片这个原本属于科技领域的事情。如今在中国的大街小巷和餐馆排挡，要说什么话题最火，那莫过于“华为5G”和“芯片”这两个话题了。
??????人们除了惊讶于我国的科技水平居然已经达到了这种地步的时候，也在为我国什么时候才能突破高端芯片的技术封锁而着急。毕竟我们很多人都知道，我国在错过了第一次、第二次工业*之后，就落后挨打了两百多年的时间，所以每人都都很清楚下一波工业*的重要性。恰好华为5G的全球领先让我们看到了中国不仅能够赶上第四次工业*，甚至很大程度上还有引领第四次工业*的可能，每个人都兴奋不已。
??????但是目前，我们不得不认识到我国在半导体集成电路方面还和西方发达国家及企业有着不小的差距。在这个节骨眼上，偏偏美国又开始歇斯底里的打击中国科技企业，企图拖慢整个中国的半导体领域发展进程，因此我们很着急，我国何时才能突破芯片的技术封锁呢?
??????当然，着急是不解决任何问题的，如果着急有用的话，还要那些科研工作者和科学家干什么呢?我们一方面在着急的同时，也得清楚的认识到，即便在西方国家合力封锁我国芯片技术的背景下，我国自己的科技企业，还是取得了突破性的研究结果。
??????比如我国现有享誉世界的北斗全球定位导航卫星，其中所用的三号芯片现在已经成功的打破了22nm的上限，上海微电子也在当前大背景下加班加点的研制出了能够生产22nm的光刻机。这个消息让全国的科技圈都十分的振奋。
??????国产光刻机突破22纳米，差距还很大，为啥科研人员如此兴奋?
??????有不明所以的网友会比较好奇，现在全球最顶尖的芯片是5nm制程技术，甚至连3nm制程的也已经在研发设计中，为什么我们才刚刚到22nm就让国内科研人员异常兴奋呢?原因其实很简单，打个比方在你极度饥饿的时候，别说给你一桌山珍海味了，就是给你一个平淡无奇的白面馒头你都能吃的津津有味!
??????在上海微电子技术取得突破之前，我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻，在突破关键领域以后，更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机*，成功研制22nm光刻机，中国芯正在逐渐崛起。
??????与此同时，西方发达国家的硅基芯片的制造已经接近了物理极限，“摩尔定律”正在逐渐的失效，我国的芯片技术又在不断的突围。此消彼长之下，我国芯片制造能力追平世界领先水平也只是时间问题而已，更何况我国也在同步研究更加具有竞争力的“碳基芯片”，如果一旦研制成功，我们甚至都不需要再依赖光刻机，那么西方国家的封锁手段也会随之土崩瓦解。
??????所以，我们不能只是干着急，对于我国的芯片领域发展，还是要充满信心的。
中国的光刻机达到了世界先进水平，但为何生产高端芯片依然困难重重？
;018年12月，中微半导体设备有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证，性能优良，将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米，相当于头发丝直径的二万分之一，将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产，预计2020年量产。
▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳，等离子蚀刻步骤会增加三倍
刻蚀机是芯片制造的关键设备之一，曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示，中微与科林研发、应用材料、东京威力科创、日立全球先端科技
4家美日企业，组成了国际第一梯队，为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机，预计能获得比7纳米更大的市场份额。
中科院SP超分辨光刻机
提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平，应该是指2018年11月29日通过验收的，由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。
该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体超分辨光刻装备。
▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机
该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10nm级别的芯片。
▲中科院研发的光刻机镜头
目前这个装备已制备出一系列纳米功能器件，包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等，也就是说，目前主要是一些光学等领域的器件。验证了该装备纳米功能器件加工能力，已达到实用化水平。
▲中科院SP光刻机加工的样品
然而，此次验收合格的中科院光电技术研究所的这台表面等离子超衍射光刻机的加工精度与ASML的光刻机没法比。没法用于刻几十纳米级的芯片，至少以现在的技术不能。
据光电所专家称，该所研制成功的这种SP光刻机用于芯片制造上还需要攻克一系列的技术难题，目前距离还很遥远。也就是说中科院研制的这种光刻机不能用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率，用于一些特殊制造场景，很经济。
总之，中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事，说前者弯道超车，就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。
显然，中科院研制成功的这台“超分辨光刻装备”并不能说明我国在市场主流的的光刻机研制方面已经达到了世界先进水平，那么现阶段我国的光刻机的真实水平又是怎样的呢？且看以下对比。
7纳米芯片量产的意义
意味着中国芯片全面突破美国封锁。
7纳米芯片量产，意味着中国芯片全面突破美国封锁。这是中国半导体产业胜利反击的辉煌一刻，更是中国制造、中国科技打破质疑，登鼎世界之巅的历史性一刻。
7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机，还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”，以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力，5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。
无论是现在备受关注的7纳米还是未来的5纳米、3纳米制程，摩尔定律的逐渐失效导致技术持续提升的成本投资会大幅提高，愿意加一把劲儿的参与者，将有机会跻身国际第一梯队。
在这个机遇之窗下，中国芯片自主可控不再是遥不可及的梦想，中国半导体产业正在培养“国家队”，而培育出“国际队”的关键时间点，或许就从现在开始。
中国芯片制造企业台积电在其官方博客上宣布，今年7月，台积电生产了第10亿颗功能完好、没有缺陷的7纳米芯片，实现新里程碑。
芯片从本质上说是一套集成电路，组成单位是晶体管，晶体管的尺寸越小，芯片上能容纳的晶体管数量就越多，制程也就越小。制程越小，在同样面积上集成的电路越复杂，电路的性能就越强，芯片的性能就越好。
这一特点在智能手机上体现得尤为明显。智能手机在追求轻薄的同时，能实现能效的最大化，并且在同等的单位尺寸中可以放入更多的晶体管，就能为手机芯片的运算力提供支持，直接体现到用户端就是更强大的性能。
当制程工艺发展到一定程度时，电路与电路之间的距离缩小到一定程度，就会出现量子隧穿效应，电子之间不可控的不规律运动会影响晶体管性能的发挥。这就意味着制造材料需要进行重新研发，需要充足的资金才能进行更新的工艺制程研发。
其次，实现短距离制程的一个重要工具就是光刻机。7纳米制程在制造层面的实现离不开高性能光刻机的运行，而这种精密仪器制造成本高和制造时间长。
目前世界顶级的光刻机是荷兰的ASML，它几乎垄断了高端领域的光刻机市场，市场份额高达80%以上。ASML新出的极紫外线光刻机可用于7纳米制程，价格高达1亿美元。除了ASML，其他光刻机供应商集中在美国和日本。
最后，规模也是影响7纳米制程芯片量产的重要因素。正如台积电在官方博客中多次强调大批量生产一样，芯片生产讲究的是规模效应，前期投入的资金需要通过大量的芯片来平摊巨额的研发成本。同时芯片生产也是一种商业行为，企业追求的是利润，如果没有利润，生意也无法长久。
不管多难，芯片制造工艺的提升都为终端和应用的使用感受带来质的飞跃。过去，只有少数几个应用程序要求尖端的芯片技术，而智能手机的普及提出了更多的需求，将领先的芯片带入了亿万消费者的口袋。
随着云计算和人工智能的兴起，应用程序比以往任何时候都更多，7纳米制程不仅适用于PC、平板电脑和智能手机，还能为数据中心、汽车等未来形态的“终端”，以AI等新技术复杂的训练和推理提供助力，5G的到来对芯片质量的需求将越来越高。
中国的光刻机是什么水平？与世界先进还有多大差距？如何追赶？
中国光刻机距离世界先进水平，还有较大的差距。
第一，目前全球最先进的光刻机，已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成，而是国际合作才能实现的。其中，制造光源的设备来自美国公司；镜片，则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二，中国进口最先进的光刻机，是7nm。
2018年，中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机，当时预交了1.2亿美元的定金。请注意，当时这台机器还没有交付，而是下订单。
但国内市场上，其实已经有7nm光刻机。在2018年12月，SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三，目前国产最先进的光刻机，应该是22nm。
根据媒体报道，在2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题：“重大突破，国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机，已经是重大突破。
22nm的光刻机，关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”，也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下，实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人，中芯国际不堪大用，澎湃芯片久不见进展，虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。