来自 科技 2021-05-17 16:13 的文章

5nm光刻机来之不易,ASML耗时20年,华为芯片困局

华为有自研的海思麒麟芯片,还是遭遇芯片难题。

原来呀,华为只有设计芯片的能力,设计好的芯片,要交给厂商来代工。

5nm光刻机来之不易,ASML耗时20年,华为芯片困局

三星和台积电都可以生产最先进的5nm芯片,遗憾的是,它们都不能给华为代工。

华为的芯片设计水平,可以说是安卓最强之一。从麒麟9000的表现来看,它已经不输高通骁龙、三星猎户座和联发科天玑。

华为真的太难了。

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对比,很多小伙伴可能会说了,别人不造,咱自己来呗。

我们知道,生产顶级芯片关键的工具是光刻机。

如果我们能自己研发出5nm光刻机,麒麟9000就可以大批量生产,华为的芯片困局将不复存在。

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问题来了,造一部5nm光刻机有多难?

世界上最先进的5nm光刻机来自荷兰的ASML,这也是唯一一家可以提供最先进极紫外光刻机的厂商,市场占有率100%。

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它们的光刻机是怎么造出来的呢?我们先回顾一下ASML的发展史。

ASML正式成立于1986年,这家荷兰公司在诞生之初并不被人看好。

当时,美国和日本在半导体领域如日中天。

飞利浦在半导体领域投入巨资,造出的光刻机却不受欢迎,亏损严重。

于是,飞利浦找到一家荷兰厂商ASMI,两者合资成立了ASML。

飞利浦的本意是甩掉这个包袱。在这样的背景下,成立后的ASML,长期处于亏损边缘,濒临破产。1988年,ASML牵手台积电,好运来了。

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有的时候,机遇真的很重要。台积电一次性购入17台光刻机,ASML终于站稳脚跟。

半导体行业研究的都是很超前的技术。

可是,有的时候,投入巨资也不一定有突破。

2000年的时候,芯片工艺卡在了193nm上。

尼康、英特尔、AMD等巨头也是毫无办法。

这个时候,台积电发明了浸没式光刻机,再次拯救ASML。

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凭借此举,ASML一举甩开老对手尼康,浸没式DUV光刻机成为市场主流。

在半导体行业的发展过程中,摩尔定律一直是挥之不去的阴影,厂商一直在努力。

要想突破摩尔定律瓶颈,更强大的EUV光刻机该登场了。

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当下,苹果的A14,华为的麒麟9000,是5nm工艺制程,这两枚芯片的生产过程就要用到EUV光刻机。

在EUV光刻机市场,ASML是毫无疑问的霸主,占有率100%。

我们前面提到的,华为缺少的光刻机,正是这种EUV光刻机。

EUV光刻机的研发要追溯到上个世纪90年代。

面对193nm工艺困局,英特尔、AMM、IBM/英飞凌、ASML等大厂,纷纷瞄准波长为13.5nm的极紫外光EUV。

这些厂商组建了一个背景强大的EUV LLC联盟。

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可以说万事俱备,只欠东风,最终谁来生产EUV光刻机呢?ASML成了最大赢家。

ASML非常圆滑,为了得到美国的首肯,在美国设立研发中心和工厂,并承诺55%的光刻机零件会从美国进口。

至此,ASML和美国实现利益捆绑。

在EUV LLC联盟当中,美国国家实验室提供学术力量,大厂们则有着丰富的生产经验和巨量资金。

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如此强大的团队,耗时6年才完成EUV光刻机的技术验证。

随后,ASML又用了3年时间造出首台原型机。

现在可以商用了吗?还不行。

问题很严重,以前的光源不能用,又耽误了三年。

直到美国紫外光企业Cymer,成功研发出大功率极紫外光源。这个时候,所有问题终于得到解决。

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时间来到2010年,ASML终于造出了第一台EUV样机。

为了研发EUV光刻机,ASML每年耗资百亿,倒腾了这么多年,没钱了。

再次山穷水尽的ASML,只能“卖身”,英特尔、台积电和三星入股,成为利益共同体。

2015年,EUV光刻机成功量产,前后耗时20多年。

说了这里,我们总结一下,ASML有足够好的运气,抱了很多的大腿,吸纳众家之长,这才有了EUV光刻机。

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在笔者看来,时间和金钱对我们来说,似乎都不是问题。

EUV光刻机用到的高精端技术,才是最大的障碍。

短期来看,华为芯片困局难解。

不过,ASML的成功是合作共赢的最好注解。

华为的芯片困局,虽然短期难以解除。

只要坚持和努力,持有开放的态度,合作共赢,事情或有转机。

各位小伙伴,你怎么看呢?