国产光刻机水平不宜高估,警惕芯片业的速胜论
1. 近期国产光刻机有官方信息了,进了首台套目录。光刻机忽然成了大热点,许多明显不懂技术的人也出来宣传。由于知识门槛较高,错误言论又满天飞了。大约在2020-2021年,舆论也是疯狂炒作“100%国产7nm芯片”之类的假消息。光刻机不时有小道消息流传,股市都炒了几波。芯片、光刻机,流量很高都来说,知识又很难学习,是重灾区。
2. 个人感觉,官方对于光刻机是极为低调的。没有任何新闻,只是一个文件上列了国产光刻机技术指标。而且,显然行业有纪律,专业人士都不出来发言。其它行业技术突破,往往有报导,专业人士即使不主动出来宣传,也会接受采访。再一个,这个公布的光刻机,其实技术指标是偏低的,如果没有基础知识就容易误判。
3. 那国产“氟化氩光刻机”到底是什么水平?我们来看下技术指标,300 mm晶圆、193nm波长,这只是说明这是ArF的DUV光刻机,用来加工12寸晶圆,等于没有任何值得分析的信息。分辩率<=65nm,套刻<=8nm,这是两个关键信息,其实已经说明,这是一款相对初级的DUV光刻机,水平不宜高估。不仅没法用来加工7nm先进芯片,甚至28nm传统芯片都不容易。
4. 看图中的ASML光刻机指标,193nm波长的ArF光刻机型号是从最低档的1460K到最高档的2100i。分辩率<=65nm,就对应NXT1460K这款。而且1460K的套刻精度是3.5/5.0nm,这比国产机的<=8nm还要好。当然,国产光刻机具体如何,信息不足,我们只能参考一些信息判断。但应该可以得出结论,在DUV光刻机这个层面上,国产光刻机还有不小进步空间。套刻精度一开始群众误解了,不少懂的人解释了,不是芯片制程,而是前后mask摆放的误差。
5. 其它一些指标,其实也是很有意义的。如与产能相关的wph,每小时处理多少片晶圆,要200-300多片。这其实很吓人,一片晶圆上几百个芯片,每小时300片,可能有2万个芯片要曝光。一小时3600秒,所以每秒工作台要移动好几次,精准定位,再0.1秒这么短的时间完成曝光又快速移动。这对光刻机软硬件系统的要求是极高的。
6. 另一个指标是NA,物镜数值孔径,这是光学指标。这其实是中国差距较大的领域,甚至是最麻烦的一项。它是越大越说明水平高,高端DUV光刻机是1.35。而国产光刻机的数值应该是约0.75,正在努力做大。这一项,也对应ASML的NXT1460K的水平。其实还有一项隐含指标,就是“浸润式”光刻机,国产的应该是干式的ArF,而ASML的从1965开始就是ArFi,加了immersion,晶圆上加超纯水,波长变134nm了。
7. 还有一项叫“工艺节点”,按ASML给的,NXT1460K是用来做65nm芯片的,28nm不合适。按这图,如果要做28nm芯片,需要用浸润式光刻机。当然,如果不怕麻烦,用多重曝光之类的工艺,也许用国产光刻机做28nm是可以的。就如别人用EUV光刻机做7nm芯片,我们用DUV光刻机也能做,良率低、麻烦不少。但是,个人感觉还是应该开发国产浸润式光刻机来做28nm芯片,而非用干式光刻机上产能。
8. 从这些技术指标来看,国产光刻机的水平不宜高估。许多不懂技术指标的人,往往会相信“速胜论”,认为很快芯片业就突破了,让对手破产。这些判断听着很爽,但从技术上来说,是需要警惕的,很难成立。