800台光刻机成“废铁”?不装了,光刻机巨头在华售后服务或遭美荷限制


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哥俩好 2023-07-18 10:21:09 52736
分类专栏: 资讯

7月14日,彭博社消息,荷兰光刻机巨头阿斯麦公司(ASML)与中国客户的合作将面临美荷更严格的管制。中方此前已明确表示,美荷相关做法是对出口管制措施的滥用,是对自由贸易和国际经贸规则的严重背离,中方对此坚决反对。

 

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彭博社报道截图
报道称,这些限制与荷兰政府6月30日公布的出口管制规定有关,新规要求从9月1日开始。ASML需要向荷兰政府申请出口许可证,才能向海外发运先进的浸润式DUV系统(即TWINSCAN NXT:2000i及后续推出的浸润式光刻系统)。如果荷兰政府拒发出口许可证,ASML将不能向中国发运相关设备。
知情人士称,荷兰的出口管制新规将禁止ASML在未经政府批准的情况下,为受管制设备提供维护、修理服务以及供应备件。
除荷兰政府的进一步管制外,预计美国政府还将禁止ASML在未经美国政府批准的情况下,向大约六家中国工厂出售上一代DUV(深紫外线)设备。由于相关规定尚未公布,上述知情人士均为匿名。

光刻机巨头:阿斯麦ASML

ASML是总部设在荷兰的全球领先的半导体设备制造商,为半导体生产商提供光刻机及相关服务。
公司的主力产品是用于生产大规模集成电路。在世界同类产品中,ASML的市场占有率为90%,在14纳米制程以下的芯片中有100%的市占率。也是世界上唯一一家能制造最先进芯片(7纳米以下)所需的高度复杂机器—EUV光刻机的公司。
 
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ASML最初出于公司发展考虑,并不想与老美“同流合污”,但无奈,ASML大多技术采用美国专利。
随着中美芯片竞争的愈演愈烈,在美国的不断施压下,前不久荷兰宣布:“除已经限制出口的EUV光刻机外,还将新增部分14nm工艺DUV光刻机,进入管制出口清单”。最终目的是将我国芯片技术,限制在28nm工艺以下。
这一消息的传出,意味着我国不仅无法购入新的高端光刻机,就连之前已经购入的光刻机,都将面临成为“废铁”的可能。
数据显示,ASML公司仅2022年就向中国市场供应了约100台光刻机,而过去几年累计供应的光刻机数量更是达到了800台。而为防止技术外流,阿斯麦公司规定光刻机的后续维护升级,必须由他们派人操作。
 
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图片来源:ASML官网
随着光刻机禁令的进一步加强,也就意味着这800台光刻机的维护升级,将成为一个“难题”。要知道,一台光刻机的价格,起步就是几千万甚至上亿,对于我国而言,这将会是一笔巨大的损失。

美国发动美日荷联盟打压中国芯

显然,美日荷联盟这一次是有备而来,绕开EUV光刻机,聚焦DUV光刻机,且对“中国芯”的封锁卡在了14nm制程,这或许就是中芯国际官网不得不下架关于14nm制程相关信息的主要原因。
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众所周知,台积电和三星作为芯片领域的两大代工巨头企业,芯片制造工艺已经达到了3nm,可若是离开了ASML所提供的EUV光刻机,芯片也无法正常生产。
中芯国际之所以无法突破目前的制造水平,进入高端芯片市场,很大程度上就是因为ASML的EUV光刻机无法自由出货。
美国还向日本施压,要求其尽快履行“三方协议”。同时日本直接将芯片限制的范围下探到45nm。
现如今,在美日荷联盟彻底摊牌的背景下,我国需要在半导体制造设备上实现国产化,是一大考验。

“弯道超车”并不是那么容易

截至目前,国内仍旧没有实现14nm的量产,就连14nm的光刻机目前仍旧在试验阶段。事实上,目前国内14nm及以下工艺制程的光刻机仍旧依赖于进口。
而世界上最为先进的光刻机巨头ASML公司的光刻机,也是多个国家的技术合作共同制作出来的。
例如,荷兰ASML公司自身负责光学设计和系统集成,美国的Intel和台积电等半导体制造商提供了关键的芯片设计技术和需求,而日本的尼康、佳能等公司则负责提供光刻机的光学元件和设备。
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从发布的规则来看,主要针对的还是先进工艺的设备等,比如EUV设备、技术是严禁出口的,像浸润式光刻机,则做了更多的要求。
一方面是卡住波长,在193nm以下的不能出口。另外一方面则是卡住DCO值,如果采用193nm波长,且DCO值小于或等于1.50nm的光刻机不准出口。
这样算下来,EUV光刻机由于采用13.5nm波长,不能出口。而浸润式光刻机中,NXT1980系列虽然采用了193nm的波长,但DCO值是大于1.5nm的,所以能够出口。
而非浸润式的干式DUV光刻机,其DCO值均大于1.5nm,所以可以出口。
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现如今,如果中国想以一国之力造出5nm光刻机,其想法是美好的,但真正做起来其实并没有那么简单,必须要彻底掌握以下7种技术。
1、光学设计:是光刻机开发中的一个重要步骤,其中需要确定激光或光源的波长、能量分布以及光束形状的要求。此外,还需要确保光刻过程中产生所需的图案精度。
2、机械系统:光刻机需要稳定的机械系统来移动和定位掩模和底片。这包括使用高精度线性驱动器、电机以及精密的传动、轨道和定位系统等。
3、光控制和曝光过程:光刻机需要精确控制光的强度、时间和位置,以实现对底片特定区域的曝光。
4、自动化和软件控制:现代光刻机需要通过软件进行控制和操作。包括开发图案生成软件、曝光参数优化软件以及自动对准、自动焦距调整等功能的软件控制。
5、高分辨率光刻技术:一种方法是使用较短的光波长,例如紫外线光刻技术。另一种方法是使用光栅投影光刻技术,通过分步曝光和光学技巧来提高分辨率。
6、材料和化学处理:光刻过程中需要使用化学物质来处理底片表面,以增强图案转移的质量。包括涂覆底片表面的光刻胶、对光刻胶进行曝光和固化、显影底片以及清洁和除去残留物等。
7、环境控制:温度的稳定性对于光刻过程的一致性很重要,尤其是对于高分辨率光刻。需要实施适当的环境控制,例如恒温恒湿的空间,以确保光刻过程的稳定性和可靠性。

我国为半导体材料镓、锗出口大国 ,出口管制或为对等反制

7月3日,商务部与海关总署发布《关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告》(以下简称《公告》)

这一公告自2023年8月1日起正式实施。
我国宣布对稀土进行管制的消息,成功让美西方炸了锅。在集成电路领域,硅是主要的半导体材料,而锗和嫁在某些特定应用中有其特殊用途。
以镓金属为基体制备的一系列化合物,如半导体材料、光学电子材料、特殊合金、有机金属材料和新型功能材料等,是通信、军工、航空航天、新能源、医药等高新技术领域重要的基础材料之一。
现如今,手机屏幕尺寸、汽车制造、变频空调、第三代半导体、第四代半导体等对镓需求上升,LED占全球镓总消费量的近60%,无线通信近11%,永磁材料占19%,光伏占4.27%。
此外,锗作为另一种关键金属也被多国列入战略储备物资的重要战略资源。在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学等领域都有广泛而重要的应用。
当前太阳能电池的主要成分虽还是单晶硅跟多晶硅。但是,用锗作为衬底的砷化镓太阳能电池应用也十分广泛。
其中,2025年全球锗需求将达到184.69吨,2022-2025年复合增长率达5.05%。预计2025年全球红外设备、光纤系统、光伏级锗、锗催化剂以及其他需求将消耗锗需求量分别达73.4、64.56、28.40、6.11、12.22吨。
可见,我国“限制稀土提炼技术出口”这一关键底牌,通过限制稀有金属材料的出口,向国际社会展示了自己的实力和决心。这一举措也凸显了中国在全球半导体供应链中的重要角色和位置,也势必会对美、日、荷等国家造成巨大影响。

结语

总之,中国芯的发展前景无疑是充满希望和机遇的。国内科技企业将不断拓展创新思路,加快自主创新的步伐,不断突破技术瓶颈,打破国外技术垄断,为中国芯的发展注入新的动力。
而对于美国来说,不断限制我国半导体行业的发展,也会有很大的困扰。正如英伟达黄仁勋所说,这将让美企承受巨大的损害。
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