中國(guó)有能力生產(chǎn)5納米光刻機(jī)，ASML光刻機(jī)一家獨(dú)大的時(shí)代即將終結(jié) ？

芯片制造是一個(gè)非常復(fù)雜的工業(yè)流程，如果說(shuō)芯片設(shè)計(jì)看重的是工業(yè)軟件，芯片架構(gòu)技術(shù)的話，那么芯片制造就需要對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)有很高的把控要求了。

芯片制造過(guò)程中遇上的光刻、刻蝕、離子注入和清洗工藝等等都有對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體設(shè)備負(fù)責(zé)生產(chǎn)。其中最受矚目的可能就是光刻步驟對(duì)應(yīng)的光刻機(jī)。

2022年2月7日消息，上海微電子裝備(集團(tuán))股份有限公司(SMEE)舉行首臺(tái)2.5D/3D先進(jìn)封裝光刻機(jī)發(fā)運(yùn)儀式，向客戶正式交付先進(jìn)封裝光刻機(jī)。需要指出的是，上海微電子此次交付的是用于IC后道制造的“先進(jìn)封裝光刻機(jī)”，并不是大家通常認(rèn)知當(dāng)中的應(yīng)用于IC前道制造的“光刻機(jī)”。

早在2021年9月18日，上海微電子宣布推出SSB520型新一代大視場(chǎng)高分辨率先進(jìn)封裝光刻機(jī)。該光刻機(jī)主要應(yīng)用于高密度異構(gòu)集成領(lǐng)域，具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光視場(chǎng)等特點(diǎn)，可幫助晶圓級(jí)先進(jìn)封裝企業(yè)實(shí)現(xiàn)多芯片高密度互連封裝技術(shù)的應(yīng)用，滿足異構(gòu)集成超大芯片封裝尺寸的應(yīng)用需求。根據(jù)資料顯示，該光刻機(jī)可滿足0.8μm(800nm)分辨率光刻工藝需求，極限分辨率可達(dá)0.6μm(600nm);通過(guò)升級(jí)運(yùn)動(dòng)、量測(cè)和控制系統(tǒng)，套刻精度提升至≤100nm，并能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

注：1 微米(μm)=1000 納米(nm)

此外，曝光視場(chǎng)可提供53mm×66mm(4倍IC前道標(biāo)準(zhǔn)視場(chǎng)尺寸)和60mm×60mm兩種配置，可滿足異構(gòu)集成超大芯片封裝尺寸的應(yīng)用需求。該IC后道先進(jìn)封裝光刻機(jī)比起此前的SSB500/40和SSB500/50型有著較大的提升。SSB500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)主要應(yīng)用于200mm/300mm集成電路先進(jìn)封裝領(lǐng)域，包括Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP和2.5D/3D等先進(jìn)封裝形式，可滿足Bumping、RDL和TSV等制程的晶圓級(jí)光刻工藝需求。以下為SSB500/40與 SSB500/50型光刻機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：

半導(dǎo)體制造設(shè)備可以分為前道設(shè)備和后道設(shè)備。其中，前道制造設(shè)備主要包括光刻機(jī)、涂膠顯影設(shè)備、刻蝕機(jī)、去膠機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、清洗機(jī)、CMP設(shè)備、離子注入機(jī)、熱處理設(shè)備、量測(cè)設(shè)備;后道制造設(shè)備主要包括減薄機(jī)、劃片機(jī)、裝片機(jī)、引線鍵合機(jī)、測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)等。作為國(guó)內(nèi)的光刻機(jī)制造商，上海微電子目前的光刻機(jī)產(chǎn)品主要包括其 SSX600 和 SSX500 兩個(gè)系列。其中， SSX600系列用于IC前道制造，最先進(jìn)的也只能用于90nm芯片的制造，而SSX500系列則用于IC后道制造，即IC后道的先進(jìn)封裝。

根據(jù)官網(wǎng)資料顯示，SSX600 系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)采用四倍縮小倍率的投影物鏡、工藝自適應(yīng)調(diào)焦調(diào)平技術(shù)，以及高速高精的自減振六自由度工件臺(tái)掩模臺(tái)技術(shù)，可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求，該設(shè)備可用于 8吋線或 12 吋線的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。SSB500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)則主要應(yīng)用于200mm/300mm集成電路先進(jìn)封裝領(lǐng)域，包括Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP和2.5D/3D等先進(jìn)封裝形式，可滿足Bumping、RDL和TSV等制程的晶圓級(jí)光刻工藝需求。資料顯示，在去年7月，富士康與青島國(guó)資合資設(shè)立的半導(dǎo)體封測(cè)項(xiàng)目(青島新核芯科技有限公司)，就引進(jìn)了上海微電子的封裝光刻機(jī)。11月26日，該晶圓級(jí)封測(cè)廠正式投產(chǎn)，據(jù)說(shuō)引進(jìn)多達(dá)46臺(tái)上海微電子的封裝光刻機(jī)。

去年9月18日，上海微電子舉行了新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，宣布推出新一代大視場(chǎng)高分辨率先進(jìn)封裝光刻機(jī)(應(yīng)該是微米級(jí)分辨率的SSB500/40/50之外的其他型號(hào)，分辨率可能進(jìn)入了納米級(jí)別)。上海微電子曾表示，當(dāng)時(shí)已與多家客戶達(dá)成新一代先進(jìn)封裝光刻機(jī)銷售協(xié)議。據(jù)悉，當(dāng)時(shí)推出的新品光刻機(jī)主要應(yīng)用于高密度異構(gòu)集成領(lǐng)域，具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光視場(chǎng)等特點(diǎn)，可幫助晶圓級(jí)先進(jìn)封裝企業(yè)實(shí)現(xiàn)多芯片高密度互連封裝技術(shù)的應(yīng)用，滿足異構(gòu)集成超大芯片封裝尺寸的應(yīng)用需求，同時(shí)將助力封裝測(cè)試廠商提升工藝水平、開拓新的工藝，在封裝測(cè)試領(lǐng)域共同為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

在芯片生產(chǎn)制造行業(yè)，半導(dǎo)體設(shè)備是必不可少的，除了大家熟悉的光刻機(jī)，還包括清洗機(jī)、離子注入機(jī)、拋光機(jī)、清洗機(jī)等等半導(dǎo)體設(shè)備都是這個(gè)市場(chǎng)的重要組成部分。

大家只知道ASML這家半導(dǎo)體設(shè)備公司制造的光刻機(jī)世界領(lǐng)先，可以生產(chǎn)7nm及以下的EUV光刻機(jī)。

但其實(shí)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備也有很大的布局力度，并且再次傳來(lái)了突破的好消息。這次國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備有怎樣的突破進(jìn)展呢?國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)又具備怎樣的潛力?

因?yàn)閲?guó)際市場(chǎng)的原因，導(dǎo)致很多人關(guān)注到ASML光刻機(jī)的供應(yīng)情況，這家公司的EUV光刻機(jī)不能向大陸客戶出貨，原因大家都明白。雖然光刻機(jī)很重要，但也只是芯片制造過(guò)程中的一部分。

而在其余的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)一直在努力，并取得了許多進(jìn)展突破。比如至純科技的清洗設(shè)備完成了28nm認(rèn)證，還有中國(guó)電科旗下的離子注入機(jī)實(shí)現(xiàn)全譜系的國(guó)產(chǎn)化突破，可對(duì)應(yīng)28nm制程。過(guò)去幾年，中國(guó)芯片有了崛起的苗頭，無(wú)論是在芯片的設(shè)計(jì)，制造，已經(jīng)光刻機(jī)的制造方面，都有突破性的進(jìn)展，就在大家滿心歡喜地等著國(guó)產(chǎn)芯片的到來(lái)，徹底打破西方壟斷時(shí)，噩耗接著傳來(lái)，華為，中芯國(guó)際等企業(yè)相繼被美國(guó)制裁，阻斷了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)研究，讓我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，并沒(méi)有太大的突破，雖然上海微電子的28納米光刻機(jī)，或許將在最近正式下線，但是距離高端光刻機(jī)還有很大的距離。

然而令人意外的是，近期卻傳出了接連不斷的好消息，首先是富士康在青島，建造了一座晶圓廠，這座晶圓廠從動(dòng)工到正式生產(chǎn)產(chǎn)品，一共只過(guò)去了18個(gè)月的時(shí)間，最為重要的是，富士康使用的竟然是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)，它入手了中國(guó)46臺(tái)光刻機(jī)，而沒(méi)有從全球最好的光刻機(jī)廠商ASML那，購(gòu)買先進(jìn)的光刻機(jī)，難道中國(guó)的光刻機(jī)，在不知不覺間已經(jīng)達(dá)到國(guó)際頂尖水平了嗎。

除了富士康購(gòu)買中國(guó)光刻機(jī)，華為的新消息，似乎也在證明中國(guó)的芯片制造，似乎已經(jīng)上升了一個(gè)檔次，眾所周知，自從華為被美國(guó)制裁之后，華為最高端的5納米麒麟9000芯片，已經(jīng)沒(méi)有公司為他代工，所以華為的芯片是用一個(gè)少一個(gè)，近期的新產(chǎn)品，很多都開始重新使用美國(guó)的驍龍芯片，而在過(guò)去的一個(gè)多月，華為芯片突然傳來(lái)好消息，華為再次研制成功另外一款5納米芯片，麒麟9006C，而且這款芯片很大可能在國(guó)內(nèi)完成封裝，中國(guó)難道已經(jīng)有制造5納米芯片的技術(shù)了嗎?

現(xiàn)實(shí)的情況并沒(méi)有想象中那么樂(lè)觀，中國(guó)半導(dǎo)體也不可能在短短幾個(gè)月的時(shí)間里，完成別人幾年，甚至是幾十年才能完成的成果，富士康確實(shí)是購(gòu)買了46臺(tái)中國(guó)光刻機(jī)，但是，這些光刻機(jī)并不是我們認(rèn)為的，傳統(tǒng)的對(duì)芯片進(jìn)行蝕刻的光刻機(jī)，如ASML的EUV光刻機(jī)，中國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有能力制造，富士康所使用的是光刻機(jī)，是一種叫做封測(cè)光刻機(jī)的機(jī)器。

芯片的封測(cè)是芯片制造過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)芯片的制造過(guò)程，包括芯片的設(shè)計(jì)，制造和封測(cè)三個(gè)階段，這些過(guò)程并不是由一家公司完成，高通，華為等公司負(fù)責(zé)的是芯片設(shè)計(jì)，而臺(tái)積電，三星等公司負(fù)責(zé)制造，至于封裝和測(cè)試等環(huán)節(jié)，則又是另外一些公司，相對(duì)來(lái)說(shuō)，封測(cè)這個(gè)階段是最簡(jiǎn)單的階段，因?yàn)榍懊嫘酒呀?jīng)算是完成了，最后只是階段只是進(jìn)行一些細(xì)節(jié)處理。

芯片制造離不開光刻機(jī)，尤其是EUV光刻機(jī)，可是制造7nm及以下制程芯片的必要設(shè)備。因此，ASML才會(huì)格外受到關(guān)注，并且實(shí)現(xiàn)了業(yè)績(jī)的大幅提升。

但光刻機(jī)僅是芯片制造過(guò)程所需設(shè)備的其中一種，還需要蝕刻機(jī)、離子注入機(jī)、鍍膜機(jī)、晶圓劃片機(jī)、晶片減薄機(jī)、拋光機(jī)、清洗機(jī)等多種設(shè)備，少了哪一個(gè)設(shè)備也不行。

芯片生產(chǎn)設(shè)備就是芯片大規(guī)模制造的基礎(chǔ)，我國(guó)目前在高端芯片制造上有差距，很大一方面原因就在于芯片制造設(shè)備的落后。而造成這種狀況，主要是以下兩方面原因：

一是長(zhǎng)期以來(lái)的“造不如買”的思潮。總是寄希望于西方的設(shè)備，可以直接買來(lái)用。

二是西方一直對(duì)我們進(jìn)行阻撓和限制。這個(gè)從之前的《瓦森納協(xié)議》，到近兩年的美方芯片改規(guī)，一直在通過(guò)限制技術(shù)、軟件、先進(jìn)設(shè)備等出口，來(lái)阻撓我們科技發(fā)展。

尤其是在針對(duì)半導(dǎo)體方面，不僅限制了臺(tái)積電給華為代工芯片，還重點(diǎn)限制了先進(jìn)芯片設(shè)備的出口。最明顯的就是ASML的EUV光刻機(jī)，一直限制賣給大陸的晶圓企業(yè)。

中芯國(guó)際幾年前訂購(gòu)的一臺(tái)EUV光刻機(jī)，因?yàn)槊婪降淖钃?，至今不能到貨。如果不是因?yàn)镋UV光刻機(jī)的阻撓，恐怕中芯國(guó)際將會(huì)是全球第三個(gè)突破7nm芯片的晶圓廠。

不過(guò)，阻撓并不能阻礙我們的發(fā)展，反而讓我們覺醒，開始注重自研去全力突破。