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半导体终极武器光刻机:为何中国难望asml项背!有了全套图纸也做不出来VIP免费

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半导体终极武器光刻机:为何中国难望ASML项背?!有了全套图纸也做不出来指甲盖大小的芯片,密布千万电线,纹丝不乱,需要极端精准的照相机——光刻机。光刻机精度,决定了芯片的上限。EUV半导体业的终极武器这全靠总部后头那栋最高机密的巨型厂房,里头身穿无尘衣的员工正在组装,如同货柜车般大的EUV微影系统3350B之赐。这是令全球半导体业引颈期待的「终极武器」。台积电、英特尔都寄望,这台史上最昂贵的「工具机」,会在2017年开始试产的七纳米制程大发神威,成为主力机种。全球每年生产上百亿片的手机晶片、记忆体,数十年来都仰赖程序繁琐,但原理与冲洗照片类似的曝光显影制程生产。其中以投射出电路图案的微影机台最关键、也最昂贵。过去十多年,全球最先进的微影机,都采用波长一九三奈米的深紫外光,然而英特尔、台积电量产的最先进电晶体,大小已细小到仅有数十个奈米。这形同用同一支笔,要写的字却愈来愈小,最后笔尖比要写的字还粗的窘境。要接替的「超细字笔」,技术源自美国雷根时代「星战计划」,波长仅有十三奈米的EUV;依照该技术的主要推动者英特尔规划,2005年就该上阵,量产时程却一延再延。因为这个技术实在太难了:EUV光线的能量、破坏性极高,制程的所有零件、材料,样样挑战人类工艺的极限。例如,因为空气分子会干扰EUV光线,生产过程得在真空环境。而且,机械的动作得精确到误差仅以皮秒(兆分之一秒)计。最关键零件之一,由德国蔡司生产的反射镜得做到史无前例的完美无瑕,瑕疵大小仅能以皮米(奈米的千分之一)计。这是什么概念?ASML总裁暨CEO温彼得(PeterWennink)接受《天下》独家专访时解释,如果反射镜面积有整个德国大,最高的突起处不能高于一公分高。「满足这类(疯狂)的要求,就是我们的日常工作,」两年前由CFO接任CEO的温彼得说。因为EUV的技术难度、需要的投资金额太高,另外两大微影设备厂──日本的Nikon和佳能,都已放弃开发。ASML俨然成为半导体业能否继续冲刺下一代先进制程,开发出更省电、运算速度更快的电晶体的最后希望。「如果我们交不出EUV的话,摩尔定律就会从此停止,」温彼得缓缓地说。因此,三年前,才会出现让ASML声名大噪的惊天交易。英特尔、台积电、三星等彼此竞争的三大巨头,竟联袂投资ASML41亿、8.38亿、5.03亿欧元。(台积电已于去年五月出售ASML的5%持股,获利214亿台币)温彼得解释,当时各大厂都要求EUV的研发进度加快,他告诉这些顾客,「希望加快EUV的研发进度,我们就得加倍研发支出。」于是,ASML研发经费倍增到现在的每年十三亿欧元的规模。多出的一倍,ASML自己出一半,三大半导体巨头合出另一半。「能够让顾客帮你买单,制造做到最厉害就是这样了,」台湾半导体设备大厂,帆宣总经理林育业佩服地说。「ASML(在半导体业)的关键地位,真是无与伦比,」上银董事长卓永财也表示。“十二五”科技成就展览上,上海微电子装备公司(SMEE)生产的中国最好的光刻机,与中国的大飞机、登月车并列。它的加工精度是90纳米,相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。国外已经做到了十几纳米。祖传的磨镜手艺ASMLEVU光刻机问世时售价曾达1亿美元光刻机跟照相机差不多,它的底片,是涂满光敏胶的硅片。电路图案经光刻机,缩微投射到底片,蚀刻掉一部分胶,露出硅面做化学处理。制造芯片,要重复几十遍这个过程。位于光刻机中心的镜头,由20多块锅底大的镜片串联组成。镜片得高纯度透光材料+高质量抛光。SMEE光刻机使用的镜片,得数万美元一块。ASML的镜片是蔡司技术打底。镜片材质做到均匀,需几十年到上百年技术积淀。“同样一个镜片,不同工人去磨,光洁度相差十倍。”SMEE总经理贺荣明说,他在德国看到,抛光镜片的工人,祖孙三代在同一家公司的同一个职位。另外,光刻机需要体积小,但功率高而稳定的光源。ASML的顶尖光刻机,使用波长短的极紫外光,光学系统极复杂。十三年前的上一场革命半导体业上一个革命性变革,发生在十三年前。现任台积电研发副总、世界微影技术权威林本坚,在当时力排众议,认为将市面既有的一九三奈米微影透过水折射,效果可较当时被期待接棒的一五七奈米为佳。ASML也迅速呼应台积电,...

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