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EUV热潮不断 中国如何推进半导体设备产业发展?

中国电子报 中字

国际半导体制造龙头三星、台积电先后宣布将于2018年量产7纳米晶圆制造工艺。这一消息使得业界对半导体制造的关键设备之一极紫外光刻机(EUV)的关注度大幅提升。此后又有媒体宣称,国外政府将对中国购买EUV实施限制,更是吸引了大量公众的目光。一时之间,仿佛EUV成为了衡量中国半导体设备产业发展水平的标杆,没有EUV就无法实现半导体强国之梦。以目前中国半导体制造业的发展水平,购买或者开发EUV光刻机是否必要?中国应如何切实推进半导体设备产业的发展?

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EUV面向7nm和5nm节点

所谓极紫外光刻,是一种应用于现代集成电路制造的光刻技术,它采用波长为10~14纳米的极紫外光作为光源,可使曝光波长降到13.5nm,这不仅使光刻技术得以扩展到32nm工艺以下,更主要的是,它使纳米级时代的半导体制造流程更加简化,生产周期得以缩短。

赛迪智库半导体研究所副所长林雨就此向《中国电子报》记者解释:“光刻是芯片制造技术的主要环节之一。目前主流的芯片制造是基于193nm光刻机进行的。然而193nm浸没光刻技术很难支撑40nm以下的工艺生产,因此到了22/20nm及以下工艺节点,芯片厂商不得不将193nm液浸技术和各种多重成像技术结合起来使用,以便突破工艺极限。但是采用多重成像的手段就需要进行多次光刻、蚀刻、淀积等流程,无形中提升了制造成本,拉长了工艺周期。”

因此,EUV技术实质上是通过提升技术成本来平衡工序成本和周期成本。例如,按照格罗方德的测算,启用EUV技术,在7nm和5nm节点,都仅需要1个光罩即可生产。这样理论上来说,就可以起到简化工艺流程,减少生产周期的作用。

对此,芯谋研究总监王笑龙便指出:“EUV技术的研发主要是针对传统工艺中多次曝光等繁琐问题。在过去的技术中,曝光过程可能重复2~3次,但是EUV技术可以一次完成,既减少了工序,又节约了时间。在简化工艺流程、缩短生产周期的同时,EUV也增加了产能,提升了效率。”

中国购买为时尚早

针对EUV,在国内流传着一种声音:受西方《瓦森纳协议》的限制,中国只能买到ASML的中低端产品,出价再高,也无法购得ASML的高端设备。日前,ASML中国区总裁金泳璇在接受《中国电子报》记者采访时否认了这一说法。据金泳璇透漏:“国内某知名半导体晶圆厂现已与ASML展开7nm工艺制程EUV订单的商谈工作,第一台EUV设备落户于中国指日可待。”

这就是说,EUV要进口到中国并没有受到限制。但是,EUV技术进入中国最大的问题可能并非受限与否,而是有没有必要现在购买?由于EUV开发的技术难度极高,特别是EUV光源的功率不足,导致曝光时间过长,使得EUV一直很难得到实用,目前国际上EUV技术较为成熟的企业只有ASML一家,其销售的EUV价格极为高昂,一台售价超过1亿欧元。而目前EUV的主要应用范围是7nm以下工艺节点,尤其5nm工艺节点的晶圆制造。

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