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[导读]极紫外线光刻机是芯片生产工具,是生产大规模集成电路的核心设备,对芯片工艺有着决定性的影响。小于5纳米的芯片晶圆,只能用EUV光刻机生产。

极紫外线光刻机是芯片生产工具,是生产大规模集成电路的核心设备,对芯片工艺有着决定性的影响。小于5纳米的芯片晶圆,只能用EUV光刻机生产。2018年4月,中芯国际向阿斯麦下单了一台EUV(极紫外线)光刻机,于2019年初交货。阿斯麦公司掌握了90%以上的高端光刻机市场份额。最新的两代高端光刻机领域,即浸入式(Immersion)和极紫外线式(EUV)光刻机,全部由阿斯麦掌握核心技术。光刻机(又称曝光机)是生产大规模集成电路的核心设备,制造和维护需要高度的光学和电子工业基础,世界上只有少数厂家掌握。光刻机的作用是扫描曝光芯片晶圆,刻蚀集成电路。精度越高的光刻机,能生产出纳米尺寸更小,功能更强大的芯片。小于5纳米的芯片晶圆,只能用EUV光刻机生产。

我认为中国也非常想发展自己的EUV(极紫外光刻)能力,以及适配这一领域的生态系统。但很坦率地说,我认为他们要做到这一点非常困难。”5月23日,英国《金融时报》援引日本光刻胶巨头JSR首席执行官埃里克•约翰逊(Eric Johnson)的话报道称。

在半导体制造领域,EUV光刻机和材料的研发难度的确很高。但约翰逊在美国总统拜登访日之际做出如此评论,被这篇报道下方的国外网民批评“过于傲慢”。网民评论直言,“如果认为中国在先进芯片领域需要数十年才能赶上,那就太低估中国的创造力了”、“他们会成功的,这只是时间问题”。实际上,荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)CEO温彼得也在今年1月表达过和约翰逊类似的观点,认为“中国不太可能复制出顶尖的EUV光刻机”。但他当时补充称,永远别那么绝对,中国的物理定律和全世界是一样的,“他们肯定会尝试”。

JSR公司成立于1957年,中文名为日本合成橡胶,是全球主要的光刻胶供应商之一。在应用方面,光刻胶是半导体、液晶面板(LCD)、印刷电路板(PCB) 等产业的重要原材料。在半导体领域,光刻胶分辨率决定器件的尺寸。按曝光波长分类,光刻胶可以分为g线、i线、KrF、ArF和最先进的EUV(极紫外)光刻胶等。

第三方数据显示,截至2021年,JSR是全球仅有的四家EUV光刻胶供应商之一,这种光刻胶应用于EUV光刻环节,是制造最先进芯片必不可少的材料。另外,JSR在ArF光刻胶领域以24%的市场份额位居全球第一;在整个光刻胶领域,JSR以13%的市场份额位居世界第三,日本东京应化和美国陶氏化学分列第一和第二。埃里克•约翰逊目前担任JSR的CEO,也是日本公司中为数不多的美国高层。他在接受《金融时报》采访时称,中国很难掌握基于极紫外光刻或者被称为EUV光刻(Extreme Ultra-violet)的复杂芯片制造技术。约翰逊做出这一表态之际,正值拜登开展亚洲之行。5月20日,拜登和美国商务部长雷蒙多等人抵达韩国后,直接前往三星最先进的3纳米工厂参观,EUV光刻机是实现这种工艺必不可少的设备,拜登在现场强调“要保证半导体供应链稳定”。

5月23日消息,据报道,近日日本光刻胶巨头JSR的首席执行官埃里克约翰逊(Eric Johnson)在接受采访时表示,尽管中国在努力推动芯片的自给自足,但中国半导体产业必要的基础设施不足,比如很难掌握基于极紫外(EUV)光刻的复杂芯片制造技术,发展先进制程的芯片制造技术将非常困难。

约翰逊指出,“我认为中国也非常想发展自己的EUV(极紫外光刻)能力和相关的生态系统(比如EUV光刻胶)。但坦率地说,我认为他们要做到这一点非常困难。”

实际上,荷兰光刻机巨头阿斯麦(ASML)CEO温彼得也在今年1月表达过和约翰逊类似的观点,认为“中国不太可能复制出顶尖的EUV光刻机”。但他当时补充称,永远别那么绝对,中国的物理定律和全世界是一样的,“他们肯定会尝试”。

另外,对于中国在光刻胶领域的追赶,以及希望在高端光刻胶技术上的突破,约翰逊认为,即便中国获得相关化学成分的确切资料,但在纯度、精度及制造上都非常困难,且中国也没有供应链支持。但中国当前积极投资成熟的芯片技术,也是不容忽视的一部分,“人们还没充分意识到,中国有多少机会可以不依赖这些先进制程。”

资料显示,JSR公司成立于1957年,中文名为日本合成橡胶,是全球主要的光刻胶供应商之一。在应用方面,光刻胶是半导体、液晶面板(LCD)、印刷电路板(PCB) 等产业的重要原材料。

在半导体领域,目前光刻机曝光光源一共有六种,分别是紫外全谱(300~450nm)、 G 线(436nm)、 I 线(365nm)、深紫外(DUV,包括 248nm 和 193nm)和极紫外(EUV),相对应于各曝光波长的光刻胶也应运而生,对应分别为,G 线光刻胶、I 线光刻胶、KrF光刻胶、 ArF光刻胶、EUV光刻胶。

目前,在全球半导体光刻胶领域,主要被日本合成橡胶(JSR)、东京应化(TOK)、美国杜邦、日本信越化学、富士电子、罗门哈斯等头部厂商所垄断,其中JSR占据了28%的市场。

而在高端半导体光刻胶市场上,JSR在ArF光刻胶领域以24%的市场份额位居全球第一。在EUV光刻胶方面,TOK和JSR有较高的份额。

从国内的光刻胶市场来看,低端的中g线/i线光刻胶自给率约为20%,KrF光刻胶自给率不足5%,而高端的ArF光刻胶完全依赖进口,是国内半导体的卡脖子技术之一。

行业专家丹•哈奇森(Dan Hutcheson)表示,这项被称为“高NA”版本的 EUV 新技术,可能会为一些芯片制造商带来显著优势。“这有点像谁有最好的枪,”他说。台积电在21世纪10年代末首次整合了ASML的EUV光刻机,使其竞争对手黯然失色。

据了解,光刻技术是决定一个芯片上的小型电路的关键因素,高NA技术有望降低66%的尺寸。这也意味着芯片制程将进一步升级。在芯片制造中,在同一个空间中安装的晶体管越多,芯片的速度就越快,能量效率也就越高。

ASML表示,该公司已接到5份试验机订单,预计2024年交货,另有“超过5份”来自5个不同客户的订单,要求2025年交货,以获得更快的生产模式。

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