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      中國(guó)光刻機(jī)崛起之路

      2020-10-21 07:30:49李瑤
      華聲文萃 2020年10期
      關(guān)鍵詞:光刻機(jī)微電子制程

      李瑤

      什么是光刻機(jī)

      簡(jiǎn)單來說,光刻機(jī)就是以光作為刀片,在晶圓上刻畫芯片圖紙的機(jī)器,是芯片生產(chǎn)加工最基礎(chǔ)也最關(guān)鍵的一環(huán)。

      中國(guó)光刻機(jī)崛起的故事,則要回到20年前。2001年2月27日,中科院院士、北京大學(xué)微電子研究院院長(zhǎng)王陽(yáng)元作了一場(chǎng)關(guān)于“微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)”的報(bào)告,分析我國(guó)發(fā)展微電子和集成電路產(chǎn)業(yè)的必要性、緊迫性、措施和建議。當(dāng)時(shí)主持會(huì)議的國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)在聽取報(bào)告后,隨即提出:集成電路是電子產(chǎn)品的“心臟”,是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),必須高度重視。

      很快,光刻機(jī)成為“十五”期間微電子裝備首要攻關(guān)項(xiàng)目;轉(zhuǎn)年,光刻機(jī)被列入國(guó)家863重大科技攻關(guān)計(jì)劃,在科技部和上海市政府共同推動(dòng)下,承擔(dān)攻堅(jiān)項(xiàng)目任務(wù)的上海微電子裝備有限公司(下稱“上海微電子”),也正式成立。

      公司剛成立不久,躊躇滿志的總經(jīng)理賀榮明就帶著技術(shù)團(tuán)隊(duì)去歐洲、美國(guó)等地開展技術(shù)方面的合作。但當(dāng)賀榮明提出“中國(guó)人也要做光刻機(jī)”時(shí),外國(guó)專家的眼神里除了驚訝,還多多少少帶著對(duì)中國(guó)科技人員的不屑和蔑視,甚至有一名歐洲的高級(jí)專家告訴他:“就是給你們?nèi)讏D紙,你們也做不出來。”

      外國(guó)專家的話也并非全是虛言。一臺(tái)光刻機(jī)由數(shù)萬個(gè)部件組成,對(duì)技術(shù)、精細(xì)度、速度的要求高到令人難以想象,就連賀榮明也不得不承認(rèn):“相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落,始終齊頭并進(jìn)。一架飛機(jī)上伸出一把刀,在另一架飛機(jī)的米粒上刻字,不可以出差錯(cuò)?!?/p>

      這樣的憤懣,直到多年后上海微電子在先進(jìn)封裝領(lǐng)域設(shè)計(jì)并交付了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)給中國(guó)臺(tái)灣客戶時(shí),才一得舒展。客戶跟賀榮明說:“我們真的從來沒想到中國(guó)人可以做出光刻機(jī),作為中國(guó)人我為此感到自豪?!?/p>

      但是,光刻機(jī)分為前道光刻機(jī)和后道光刻機(jī),前道光刻機(jī)用于芯片制造,后道光刻機(jī)則主要用于芯片封裝。當(dāng)前,全球前道光刻機(jī)完全被阿斯麥、尼康、佳能壟斷,上海微電子可量產(chǎn)的最領(lǐng)先的前道光刻機(jī)則處于90nm工藝制程節(jié)點(diǎn)。90nm光刻機(jī)造出來的芯片,也就相當(dāng)于2004年奔騰四處理器的水平。縱然上海微電子披露將于2021年交付28nm制程的前道光刻機(jī),也仍與阿斯麥5nm制程光刻機(jī)相差甚遠(yuǎn)。

      中國(guó)并非從一開始就落后于人

      1952年,剛成立不久的新中國(guó)就開啟了計(jì)算機(jī)事業(yè),成立了電子計(jì)算機(jī)科研小組。由于我國(guó)第一塊集成電路誕生于1965年,所以業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的說法是,我國(guó)利用光刻技術(shù)制造集成電路芯片的時(shí)間也差不多處于1965年前后。

      到1985年,機(jī)電部45所研制出了分步投影式光刻機(jī),被電子部技術(shù)鑒定認(rèn)為,達(dá)到美國(guó)GCA公司1978年推出的4800DSW光刻機(jī)的水平。

      如果稍作回顧,可以將整個(gè)中國(guó)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈絡(luò)總結(jié)為:上世紀(jì)50年代開了個(gè)好頭,上世紀(jì)60、70年代一路向前,上世紀(jì)80年代上半場(chǎng)僅次于美國(guó),甚至比肩日本,領(lǐng)先韓國(guó)。但轉(zhuǎn)折也正巧就出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代下半場(chǎng)。彼時(shí)恰逢日本半導(dǎo)體產(chǎn)能過剩,與美國(guó)半導(dǎo)體大打價(jià)格戰(zhàn),“造不如買”的思想開始在國(guó)內(nèi)興起,一大批企業(yè)拋棄獨(dú)立自主、自力更生的方針,盲目走上了以“貿(mào)工技”為指導(dǎo)的發(fā)展路線。

      為了加快國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的攻關(guān),2008年,國(guó)家層面專門成立了“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項(xiàng)”(簡(jiǎn)稱02專項(xiàng)),以建立自主的高端光刻技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力作為重大、核心的戰(zhàn)略目標(biāo),并已逐漸取得可喜的成就。

      但中國(guó)光刻機(jī)與國(guó)際先進(jìn)水平仍有很大差距,高端光刻機(jī)全部依賴進(jìn)口。光刻機(jī)嚴(yán)重制約了我國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展。

      (據(jù)“財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊”微信號(hào))

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