上海微电子年底前推出28nm光刻机?太残忍了

众所周知,目前中国在芯片制造领域还处于落后地位。虽然一些晶圆代工厂,如SMIC,已经能够大规模生产28/14纳米工艺,但他们生产线上的半导体设备仍然严重依赖美国。

去年5月,在华为被美国制裁后,TSMC和SMIC等晶圆代工厂无法再使用美国的半导体设备和技术为华为硅芯片制造芯片,这使得华为自行开发的硅芯片被切断。

同时,去年底SMIC被美国列为实体,所需半导体设备进口受阻,严重阻碍其先进制造工艺的发展。

在这种背景下,迫切需要加快国产半导体设备的发展。

对于半导体生产线来说,光刻机是芯片制造核心的关键设备之一。目前在光刻机领域,主要由荷兰的ASML、日本的佳能、尼康垄断,这三家厂商的市场份额在99%左右。

其中,ASML是唯一能供应EUV光刻机的制造商。

目前,生产线上的光刻机主要依靠进口,以国内长江存储截至2020年2月的半导体设备采购招标结果为例,其光刻机全部来自于ASML 和佳能。其中 Arf 光刻机全部由 ASML供应,佳能主要供应技术难度相对较低的 g线、i 线光刻机及少部分KrF光刻机。

虽然国内光刻机生产厂家——上海微电子设备有限公司(以下简称“上海微电子”,SMEE)以前也生产过自主研发的光刻机,但在技术上与国外仍有较大差距。

根据上海微电子官网的数据,光刻机有两个系列:SSX600和SSX500。

其中SSX600系列步进扫描投影光刻机采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应聚焦调平技术、高速高精度自阻尼六自由度工件台掩模台技术,可满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 关键层和非关键层的光刻工艺需求,可用于8寸线或12寸线的大规模工业化生产。

SSB500系列步进投影光刻机不仅适用于倒装芯片工艺中常用的晶圆级封装重布线(RDL)和金凸点、焊料凸点、铜柱等先进封装光刻工艺,还可以通过选择背对准模块满足微机电系统和2.5D/3D封装的TSV光刻工艺要求。

上海微电子可以作为90nm芯片制造的光刻机

也就是说,上海微电子目前最先进的光刻机所能制造最先进的芯片制程只能到90nm,和目前ASML最先进的EUV光刻机可以应用于3纳米芯片制造。

去年4月,据某地方政府透露,到2020年底,国产光刻机的光源供应商将完成28nm国产光刻机与整机单元的集成。

注意:这里说的“28nm光刻机”并不是准确说法,虽然网上很多人这么叫,其实际指的是可以被用于28nm芯片制造的光刻机,但准确说法应该是193nm ArF浸润式光刻机,多次曝光甚至可以支持7nm芯片制造。

但是由于美国对中国半导体行业的严厉制裁,国产28nm光刻机的量产过程似乎遇到了一些阻力,导致了延迟。

据外媒最新报道(https://www . justice . co . uk/)“中国国产28nm DUV光刻机计划于今年年底前从上海微电子(SMEE)开始生产,并在上海独家生产线上为物联网设备制造48nm和28nm芯片。”

此外,预计在2023年,SMEE 20nm光刻技术将首次部署制造5G器件芯片。

报告还称,上海微电子管理层最近表示,“提高48纳米和28纳米的产量仍然是一项挑战,但SMEE技术现在已经具备基本的本地紫外能力,不需要美国IP来制造芯片。”

在网站上搜索关于中小企业的历史信息,你可以看到早在去年10月,verdict就曾报道称,“中国首台国产28nm光刻机预计2021年底前交付”,但是verdict并未说明具体的信息来源。

根据以前的数据,光刻机的光源激光系统、浸没双工作台、浸没系统、镜头和曝光系统已经国产化(由国内相关供应商提供),控制系统和总装由上海微电子负责。

不过对于“上海微电子到底能不能做出28nm能力的DUV光刻机”这个问题,外界看法不一。

这个问题之前在知乎上提出过,很多网友给出了不同意见。

知乎网友@andyfan表示:“上海微电子肯定做到了,之前90nm就能发货

程的光刻机,只是单工台,过货能力只有每小时75片。28nm光刻机,光源与90nm光刻机是一样的,但是40nm开始就需要immersion了,也就是液浸润。但不是说你搞一台出来,厂家就能马上用;机台和工艺的磨合,再加上反复提升改进,这时间要比一般人想的长的多。”

不过WP7贴吧用户@jinshandage 表示,之前有内部前员工爆料,由于内部管理问题,上微老的骨干基本走光。新来的研发人员工资极低,很多在那边也混2年经验就走。10年研发费用不足6亿,基本没有老员工。本身就一个国资企业,那些厂买他家的低端光刻机就是指标,都不用的。他们家的28nm光刻机今年交付的消息看看就好,当不了真。估计今明两年28nm的都出不来光刻机突破的话,还是要看中科院以及一些其他科研机构,其次看这些科研企业,但是上海微电子本身是没啥指望了。

一位自称在十几年前读博士时就有做02专项的网友称:“28nm跟90nm光刻设备之间的区别很多,四大子系统都不一样。光源功率变大,光学系统数值孔径变大,增加浸没单元,运动平台速度更快。目前运动平台做得比较好,其他的最多到样机状态,整机更没有了,差得还挺远。十几年前我做02专项,那个时候投入是不足的。到如今,只能说资金投入早已经跟上,现在无论上海微电子还是各子系统企业都不缺钱,甚至已经不敢再拿钱了。很多专项投入资金,根本就没有动过。设备研发迭代跟FAB厂做工艺试错还是有区别的。一个人拍两个月脑袋就可以搞五六代样机去试错,但其实连积累数据的意义都没有。有些关键点搞不清楚,试错就是浪费时间。”

另外值得注意的是,自去年华为被美国实施第二轮制裁,使得华为自研芯片无法制造之后,业内就一直有传闻称华为在自建半导体产线,并已开始研发半导体产线所必须的关键设备——光刻机。

此前曝光的招聘信息也显示,华为正在招募光刻机研发人才。本月初,华为旗下的哈勃投资入股了国内高端准分子激光技术厂商科益虹源,似乎也正是为了加码布局光刻机领域的研发。