美国技术封锁或将助推中日合作开发光刻机

Release time：2020-11-18
author：AMEYA360
source：eefocus
reading：2048

　　近日，日经报道称美国的技术封锁可能会助推中国半导体产业的自立与发展，中日有望合作开发光刻机。

　　报道称，以美国限制华为、中芯国际的供应链为例，尽管有美国政府的出口限制，但中国半导体产业仍可迂回以对。

　　中国有 1000 多家新兴的半导体相关公司，如果 华为 和中芯国际从这些公司购买进口的半导体芯片、设计软件以及生产设备，实际上就可以进行半导体采购并扩充制造设备。

　　目前，全球最先进的光刻机技术被荷兰 ASML 公司牢牢掌握在手中，而大部分基础技术的知识产权都由美国把持。日经表示，中国企业或将向两家日本公司提供资金，以共同开发除 EUV 以外的新型光刻机。

美国技术封锁或将助推中日合作开发光刻机

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新型光刻机诞生！突破12nm图案化，媲美EUV！
行业新闻

新型光刻机诞生！突破12nm图案化，媲美EUV！

　　美国小型初创公司Substrate表示，该公司已开发出一种芯片制造设备，其性能足以媲美目前最先进的光刻机设备。　　Substrate CEO James Proud表示，这款工具是该公司雄心勃勃的计划的第一步，该计划旨在建立美国芯片代工制造业务，与台积电在最先进的人工智能(AI)芯片制造领域展开竞争。James Proud希望通过以远低于竞争对手的价格生产所需工具来大幅降低芯片制造成本。　　James Proud表示：“我们的首要目标是能够在美国以最低的价格大批量生产出最好的晶圆。”他表示，业内许多人认为这不可能实现，“但我认为历史经验告诉我们，这种想法是错误的。”Substrate希望在美国建立一家代工厂，生产定制半导体。James Proud表示，根据目前计划，其设备可能在未来“几年”内在美国的一家芯片制造厂(或称晶圆厂)投入生产。　　如果该公司成功，将对美国的经济和国家安全产生深远影响。美国总统唐纳德·特朗普已将芯片制造业务回归美国作为其计划的关键组成部分，美国政府最近收购英特尔的股份。英特尔曾是领先的芯片制造商，但近年来在制造技术方面难以跟上台积电的步伐。　　Substrate公司表示，已吸引包括中央情报局支持的非营利机构In-Q-Tel、General Catalyst、Allen & Co、Long Journey Ventures和Valor Equity Partners在内的多家投资机构，融资1亿美元，估值超过10亿美元。　　然而，Substrate公司所追求的目标十分艰巨。　　光刻技术是一项即使是大型公司也难以企及的工程壮举，它需要极高的精度。ASML是全球唯一一家能够大规模生产复杂工具的公司，这些工具利用极紫外(EUV)光刻技术，以极高的吞吐量在硅晶圆上生成图案。　　Substrate旨在对EUV光刻方法进行改进。尽管这家初创公司出于竞争原因不愿透露细节，但该公司设备使用粒子加速器从波长较短的X射线中产生光源。这种方法可以产生更窄的光束。　　Substrate声称其设备能够打印12nm尺寸图案，与High NA EUV设备相当。这意味着这家初创公司的设备能够与目前最先进的生产线相媲美。Substrate表示，它不使用任何外部生产的光刻工具或知识产权，并且“已经建立了与任何其他半导体公司没有重叠的差异化技术”。而目前全球顶级High NA EUV光刻机单价超过4亿美元。　　该公司称，已在美国国家实验室和其位于旧金山的工厂进行了演示。该公司提供了高分辨率图像，展示了Substrate设备的性能。　　大幅降低制造成本　　“这对美国来说是一个凭借本土公司重夺市场份额的机会，”橡树岭国家实验室主任、高能X射线束专家Stephen Streiffer表示，“这是一项具有国家重要意义的工作，他们知道自己在做什么。”　　SemiAnalysis分析师Jeff Koch表示，如果Substrate成功实现大幅降低芯片制造成本的计划，很可能会产生连锁效应，就像SpaceX降低火箭发射成本的努力推动太空旅行的发展一样。　　但Substrate公司工程师和高管距离实现目标还有很长的路要走。Jeff Koch说：“他们坚信，在自主研发芯片工艺的过程中，首先要解决的是光刻技术问题。最终，这将取代台积电等巨头。”　　开发一种能够与台积电相媲美的先进芯片制造工艺需要数十亿美元，即使是英特尔和三星等公司也一直在努力完善这项技术。如今，芯片工厂的建设成本超过150亿美元，而且需要专门的技术进行建设和运营。　　James Proud表示，该公司尚未直接获得政府资助，但包括美国商务部部长卢特尼克等在内的美国官员一直对Substrate的工作很感兴趣。　　James Proud和Substrate的投资者组建了约50人的团队，由来自学术界和半导体领域的顶尖人才组成。其中包括20世纪80年代初在劳伦斯利弗莫尔国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室和桑迪亚国家实验室等国家实验室从事EUV技术开发的研究人员和顾问。　　Substrate成立于2022年，但James Proud在此之前就已经开始着手构思。该公司的名称指的是支撑晶体管和集成电路的薄硅基——这对现代电子产品的性能和效率至关重要。　　伯恩斯坦分析师David Dai在一份报告中表示，Substrate此前曾尝试过X射线技术，但收效甚微。此外，他还表示，该公司缺乏行业支持。　　“如果初创公司真的相信自己的技术，我们认为唯一可行的方法就是围绕它构建生态系统，并让整个行业共同努力。”David Dai说道，“然而，它选择了与ASML和台积电竞争，这扼杀了任何建立生态系统来支持这项技术的可能性。”
2025-10-30 15:10 reading：416
俄罗斯公布自研光刻机路线图：2036年实现10nm以下工艺！
行业新闻

俄罗斯公布自研光刻机路线图：2036年实现10nm以下工艺！

　　9月28日消息，俄罗斯计算机与数据科学博士Dmitrii Kuznetsov近日通过X平台曝光了俄罗斯最新的光刻机研发路线图，显示俄罗斯最快将在2026年完成65-40nm分辨率的光刻机的研发，2032年前完成28nm分辨率的光刻机的研发，并最终在2036年底前完成可以生产10nm以下先进制程的全新极紫外线光(EUV)光刻机的研发。　　其实，早在2024年12月，俄罗斯科学院微观结构物理研究所就已经公布由其主导研发的EUV光刻机计划，该EUV光刻机将采用波长为11.2nm的镭射光源，而非ASML 使用的标准13.5nm波长，目标是打造比ASML 系统更经济的EUV光刻机。而最新曝光的俄罗斯光刻机路线图则相比之前得到了进一步完善，研发周期也一直延伸到了2036年。　　具体来说，俄罗斯光刻机路线图包括三个主要阶段：　　第一个阶段：计划于 2026 年至 2028 年推出分辨率为 60-40nm 的光刻机，具有双镜物镜光学系统、套刻精度可以达到10nm、曝光区域为 3 x 3mm，生产效率为每小时超过 5 片晶圆。　　第二阶段：计划于2029-2032 年推出分辨率为 65-28nm (潜力为 14 nm)的光刻机，将采用四镜物镜光学系统、套刻精度5nm、曝光区域为26 x 0.5 mm，生产效率为每小时超过50片晶圆。　　第三阶段：计划于2033-2036 年推出分辨率为 28-13nm(潜力为9nm)的光刻机，将采用六镜物镜光学系统、套刻精度2nm、曝光区域为26 x 2 mm，生产效率将提升至每小时超过100片晶圆。　　需要指出的是，俄罗斯的光刻机路研发技术路线与ASML完全不同。比如，ASML 的 EUV 光刻机采用的是激光轰击金属锡滴产生13.5nm波的EUV光源，然后通过反射镜收集并修正路线，最终达到晶圆表明的光刻胶。但是金属锡会产生碎屑，从而污染光掩模(也称光罩)。　　相比之下，而俄罗斯光刻机则选择采用的是基于氙(xenon)气的激光器来产生波长为11.2nm的EUV光源，不仅能将分辨率提升约20%，还可以简化设计并降低整个光学系统的成本。此外，该设计还可减少光学元件的污染，延长收集器和保护膜等关键零件的寿命。　　俄罗斯科学院微观结构物理研究所称，由于光刻工艺的简化，其认为11.2nm的光刻技术将成为真正的193nm浸没式DUV光刻机的真实替代品，这主要在于其无需浸没系统，且分辨率高，成本低廉。　　但是，俄罗斯的这个EUV光刻机路线并不仅仅是改换采用 11.2nm 的激光器这么简单。尽管11.2nm波长仍属于EUV范畴，但这并非单纯的小幅调整。因为所有光学元件包括反射镜及涂层、光罩设计以及光阻剂，都需要针对新的波长进行特别设计与优化。　　比如，ASML EUV光刻机的反射镜采用的是硅与钼的镀膜反射镜，而11.2nm波长的EUV光刻机则需要由钌和铍(Ru/Be) 制成的反射镜。所以，激光光源、反射镜、光阻化学、污染控制及其他支持技术也须重新设计，才能确保在11.2nm波长下的有效运作。　　所以，以11.2nm波长为基础的工具很难直接兼容现有以13.5nm为基础EUV 架构与生态系统，甚至连电子设计自动化(EDA)工具也需要进行更新。虽然现有EDA 工具仍可完成逻辑综合、布局和路由等基本步骤，但涉及曝光的关键制程，如光罩数据准备、光学邻近校正(OPC)和解析度增强技术(RET)，则需要重新校准或升级为适合11.2nm的新制程模型。　　总结来说，俄罗斯的自研的EUV光刻机技术虽然简化了原本复杂的光源系统，并降低了这部分的成本，但是其并不能复用现有的EUV技术的零部件和材料，因此也会带来很多的复杂性和成本的挑战，需要俄罗斯自行开发配套的生态系统，而这可能需要数年甚至十年以上时间。　　更为关键的是，俄罗斯研发的EUV光刻机还面临着生产效率低下的问题。虽然曝光的图片显示，其第三阶段推出的EUV光刻机的生产效率可达每小时超过100片晶圆，但是这只有ASML EUV光刻机的一半。
2025-09-29 17:14 reading：484
日本首台光刻机制造工厂，关闭！
行业新闻

日本首台光刻机制造工厂，关闭！

　　尼康公司宣布将于2025年9月30日关闭横滨制造工厂。在该工厂的人员和运营将迁移至其他工厂，预计对尼康2025年的财务业绩影响甚微。这标志着半导体先驱时代的终结。　　据公开资料，尼康横滨工厂成立于1967年，历经58年，是尼康内部历史上第二悠久的部门，也是该公司最早在总部以外设立的生产基地。该工厂主要专注于制造精密光学设备，包括用于平板显示器生产的显微镜和曝光系统。该工厂在日本半导体行业发挥了重要作用，尤其是在1980年生产了日本第一台半导体曝光系统，这是一台尼康步进式光刻机，型号是NSR-1010G。　　横滨工厂的关闭，标志着尼康应对长期存在的行业挑战的一个时代的终结。由于经济停滞、日本人口结构变化以及半导体和显示器市场需求萎缩，尼康精密设备部门的收入一直面临下滑。英特尔等主要客户的运营困难以及包括美国关税在内的持续贸易紧张局势，进一步加剧了这些压力。　　这些因素导致尼康精密设备业务2025财年的收入预计将下降8.4%，预计收入为1850亿日元(约合12.4亿美元)，多年来首次跌破2000亿日元大关。　　尼康正将重点转向医疗保健、光学设备和包括3D打印在内的数字制造技术等新兴增长领域。精密设备业务将重点关注半导体封装、测试工艺光刻系统和精密检测设备等领域的新应用，这表明其战略重心已从传统的曝光系统制造转向其他领域。　　尼康横滨工厂的未来用途尚未披露。然而，此次工厂关闭被广泛视为尼康公司历史上的象征性转折点，凸显了该公司在不断变化的市场动态和技术趋势中调整业务结构的努力。
2025-08-26 16:37 reading：623
新型光刻机工厂，9月量产！
行业新闻

新型光刻机工厂，9月量产！

　　在半导体制造设备这一全球高门槛、高技术、高投入的战场上，佳能(Canon)正试图以新姿态重返赛道。2025年7月30日，佳能宣布在日本宇都宫的生产基地正式启用其21年来首座专注于半导体制造设备的新工厂，意图借助生成式AI热潮带来的芯片需求拐点，重新冲击光刻机市场。　　这座新工厂坐落于佳能宇都宫生产中心，占地达67,518平方米，计划于2025年9月正式投产。总投资额高达500亿日元(折合约3.36亿美元)，用于新厂房建设与先进设备引入。投产后，佳能半导体光刻设备的整体产能预计将提升50%。佳能董事长兼首席执行官御手洗富士夫(Fujio Mitarai)在开幕式上表示：“新工厂汇集了佳能多年来在光学、精密控制、材料工程等领域的核心技术，将成为支持全球半导体产业发展的重要力量。”　　光刻设备是芯片制造中最关键的一环，主要用于将精密的电路图案转移至硅晶圆表面。一般而言，线宽越小，芯片的性能越强、功耗越低。当前最先进的极紫外(EUV)光刻系统能够将线宽压缩至7纳米以下，属于前端制程的尖端利器。　　在这一领域，荷兰巨头ASML垄断全球市场，其EUV设备市占率超过90%，是唯一的EUV光刻系统供应商。相比之下，日本的佳能与尼康曾在20世纪末掌控全球光刻市场，但在21世纪初的微缩竞争中败下阵来，被ASML远远甩在身后。　　这次佳能的新工厂并不生产高端EUV设备，而是聚焦i-line(365nm)与氟化氪(KrF，248nm)光刻机，这些主要用于90nm以上节点的“成熟制程”芯片，例如驱动IC、电源管理芯片、MCU、功率器件等。　　值得注意的是，这家工厂还将生产纳米压印光刻(NIL)设备，一种“像图章一样”在基板上直接印出电路图案的下一代技术。尽管这项技术仍处于应用探索阶段，但佳能已是全球少数掌握该技术的厂商之一。　　佳能重新关注“成熟光刻技术”的背后，是AI芯片制造新趋势的变化。生成式AI(如ChatGPT、文心一言等)的爆发式增长，推动服务器、GPU等高算力芯片需求暴增，而单芯片的微缩已接近极限，摩尔定律放缓，先进封装成为突破口。　　在先进封装中，制造商倾向于将多个芯片(如CPU、GPU、HBM)“捆绑”成一个系统级模块(SIP)，需要依赖高精度的后端布线与中介层(Interposer)连接。这一过程中，光刻机的角色重新重要起来。佳能早在2011年就推出面向后端封装的光刻设备，目前这些设备已占其整体销售的三成。　　佳能高级常务董事竹石宏昭(Hiroaki Takeishi)称：“我们几乎垄断了主要芯片制造商在后端工艺中使用的光刻设备。”客户包括台积电、三星、英特尔等一线晶圆厂商，尤其在中介层布线、先进封装领域具有不可替代性。　　受益于AI与先进封装工艺的持续火热，佳能在光刻设备领域的销量也在逐年上升。官方数据显示，2025年公司计划销售225台光刻设备，同比增长9%;而在2015年到2020年间，佳能年均出货仅约90台，增速明显。　　尽管佳能在成熟制程与先进封装光刻设备领域已有较强话语权，但市场并非没有对手。老对手尼康(Nikon)已宣布将在2026年前推出新一代后端封装光刻设备，重新进军这一领域，正面挑战佳能的优势地位。　　在EUV领域已经无缘“C位”的佳能，选择了一条更务实但潜力巨大的路线：不正面对抗ASML，而是深耕AI驱动下的后端封装和成熟制程市场。随着先进封装成为摩尔定律放缓下的“下半场”，佳能有望凭借多年积累的技术与设备，在这一新蓝海中逆风翻盘。　　而下一步的关键，将是其纳米压印设备能否真正商用化，以及是否能持续保持在后端封装市场的领先优势。未来2~3年，将是佳能光刻命运重写的关键窗口期。
2025-08-05 16:50 reading：2019
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