俄羅斯科學(xué)院準(zhǔn)備2028年完成7nm光刻機(jī)建造

10月22日消息，據(jù)外媒Tomshardware報(bào)道，一家俄羅斯研究所正在開(kāi)發(fā)自己的半導(dǎo)體光刻設(shè)備，該設(shè)備可以被用于7nm制程芯片的制造。目前該設(shè)備正在開(kāi)發(fā)中，計(jì)劃在 2028 年建成。當(dāng)它準(zhǔn)備好時(shí)，可能會(huì)比 ASML 的 Twinscan NXT:2000i 工具更高效，后者的開(kāi)發(fā)時(shí)間超過(guò)了十年。

在今年2月24日，俄烏沖突爆發(fā)后，美國(guó)、英國(guó)和歐盟先后對(duì)俄羅斯采取了制裁措施，禁止了幾乎所有擁有先進(jìn)晶圓廠的合同芯片制造商與俄羅斯實(shí)體合作。中國(guó)臺(tái)灣也迅速禁止向該國(guó)運(yùn)送先進(jìn)芯片。此外，在英國(guó)的對(duì)俄制裁之下，英國(guó)Arm也不能將他們新的半導(dǎo)體IP技術(shù)授權(quán)給俄羅斯的芯片設(shè)計(jì)廠商。因此，俄羅斯政府推出了一項(xiàng)國(guó)家計(jì)劃，計(jì)劃到 2030 年開(kāi)發(fā)出自己的 28nm制程制造技術(shù)，并盡可能多的外國(guó)芯片進(jìn)行逆向工程，同時(shí)培養(yǎng)當(dāng)?shù)厝瞬艔氖聡?guó)產(chǎn)芯片工作。

目前，俄羅斯本土最先進(jìn)的晶圓廠可以制造65nm制程的芯片。而且，由于美國(guó)等各方的制裁，美國(guó)和歐洲的半導(dǎo)體設(shè)備制造商也無(wú)法向俄羅斯供應(yīng)半導(dǎo)體設(shè)備，因此俄羅斯要想實(shí)現(xiàn) 28nm 節(jié)點(diǎn)的量產(chǎn)，就必須設(shè)計(jì)和建造俄羅斯自己的晶圓生產(chǎn)設(shè)備。也就是說(shuō)，俄羅斯希望在8年時(shí)間內(nèi)，完成像 ASML 和 Applied Materials (應(yīng)用材料)這樣的公司花了幾十年的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)和迭代的事情。

顯然，根據(jù)下諾夫哥羅德戰(zhàn)略發(fā)展網(wǎng)站(通過(guò) CNews) 發(fā)布的計(jì)劃，俄羅斯科學(xué)院下屬的俄羅斯應(yīng)用物理研究所(Russian Institute of Applied Physics，IAP)打算超越所有人的預(yù)期，到 2028 年生產(chǎn)出具有 7nm 制造能力的光刻設(shè)備。

半導(dǎo)體芯片：在半導(dǎo)體片材上進(jìn)行浸蝕，布線，制成的能實(shí)現(xiàn)某種功能的半導(dǎo)體器件。不只是硅芯片，常見(jiàn)的還包括砷化鎵(砷化鎵有毒，所以一些劣質(zhì)電路板不要好奇分解它)，鍺等半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體也像汽車(chē)有潮流。二十世紀(jì)七十年代，因特爾等美國(guó)企業(yè)在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(D-RAM)市場(chǎng)占上風(fēng)。

為了滿足量產(chǎn)上的需求，半導(dǎo)體的電性必須是可預(yù)測(cè)并且穩(wěn)定的，因此包括摻雜物的純度以及半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)的品質(zhì)都必須嚴(yán)格要求。常見(jiàn)的品質(zhì)問(wèn)題包括晶格的位錯(cuò)(dislocation)、孿晶面(twins)或是堆垛層錯(cuò)(stacking fault)都會(huì)影響半導(dǎo)體材料的特性。對(duì)于一個(gè)半導(dǎo)體器件而言，材料晶格的缺陷(晶體缺陷)通常是影響元件性能的主因。

目前用來(lái)成長(zhǎng)高純度單晶半導(dǎo)體材料最常見(jiàn)的方法稱為柴可拉斯基法(鋼鐵場(chǎng)常見(jiàn)工法)。這種工藝將一個(gè)單晶的晶種(seed)放入溶解的同材質(zhì)液體中，再以旋轉(zhuǎn)的方式緩緩向上拉起。在晶種被拉起時(shí)，溶質(zhì)將會(huì)沿著固體和液體的接口固化，而旋轉(zhuǎn)則可讓溶質(zhì)的溫度均勻。

根據(jù)WSTS世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織的數(shù)據(jù)，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)銷(xiāo)售規(guī)模從2014年的913.75億美元增長(zhǎng)至2021年的1925億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.23%。隨著消費(fèi)水平的提高、信息技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，中國(guó)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求不斷擴(kuò)大，逐步成長(zhǎng)為全球最大的單一半導(dǎo)體銷(xiāo)售市場(chǎng)，2021年半導(dǎo)體銷(xiāo)售額占全球市場(chǎng)的34.6%。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、就業(yè)機(jī)會(huì)創(chuàng)造、關(guān)鍵技術(shù)突破和國(guó)家安全至關(guān)重要，也是抓住新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命歷史機(jī)遇的關(guān)鍵。在疫情沖擊，全球貿(mào)易保護(hù)主義升溫的背景下，我國(guó)迫切需要提升芯片自給率，擺脫對(duì)以美國(guó)為主的國(guó)際技術(shù)的依賴。一方面，我國(guó)IC進(jìn)出口長(zhǎng)期存在巨額貿(mào)易逆差，芯片對(duì)外依存度高，高端芯片嚴(yán)重依賴進(jìn)口;另一方面，根據(jù)IC insights的數(shù)據(jù)，我國(guó)IC自給率雖總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但目前仍然處于低位，芯片自給率亟待提升。回溯全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，芯片自給率并不能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)大幅度提升，需要持之以恒，久久為功。