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首期投资6.7亿卢布,俄罗斯自研EUV光刻机!摆脱对外依赖的可能性有多大?

李弯弯 电子发烧友网 2022-09-22
电子发烧友网报道(文/李弯弯)俄罗斯要开始自己研发光刻机了。据俄媒报道,俄罗斯莫斯科电子技术学院 (MIET)承接了贸工部开发制造芯片的光刻机项目,该项目由俄罗斯政府首期投资6.7亿卢布资金(约合5100万元人民币)。


俄乌开战之后,世界多个国家相继发起对俄罗斯的制裁,包括日前美国还将俄罗斯最大芯片制造商Mikron列入制裁名单,面对这样的局面,俄罗斯也不能坐以待毙,光刻机作为芯片制造过程的关键设备之一,越早开始研发便能越早摆脱受人控制的局面。

俄罗斯自研全新EUV光刻机


俄罗斯计划研发的光刻机,使用的是X射线技术,波长介于0.01nm到10nm之间,比EUV极紫外光要短,这意味着俄罗斯要开发的光刻机,光刻分辨率会比EUV光刻机高很多。

EUV光刻机,即极紫外线光刻机,是生产大规模集成电路的核心设备,对芯片工艺有着决定性的影响,小于5nm的芯片晶圆,只能用EUV光刻机生产。

相较于之前的DUV光刻机,是把193nm波长的短波紫外线,替换成了13.5nm的极紫外线,目前世界上仅ASML一家可以生产EUV光刻机。

对于芯片制造来说,EUV光刻带来的作用是突破性的,工艺越先进,芯片性能就越好,功耗就会更低,核心面积更小,芯片产能也会增加,而且成本也会下降。

俄罗斯计划开发的全新光刻机,在一定程度上还要优于ASML的EUV光刻机。而且计划开发的光刻机不需要光掩模版,可以直写光刻,这样在成本上可以节省不少。

具有X射线透射率控制的无掩模X射线光刻方案

带有X射线反射系数控制的无掩模X射线光刻方案

俄罗斯在自研X射线光刻机方面有其优势,因为它本身在X射线及等离子之类的技术上就有深厚基础,而且俄罗斯有些公司是ASML的核心供应商,具备一定的核心技术,这些都非常有利于俄罗斯接下来在X射线光刻机的研发和制造。不过也存在问题,光刻机技术并不是那么容易攻克的,需要耗费大量的时间和金钱,不然也不至于如今在EUV光刻机上,仅有ASML一家企业可以供应了。

从俄罗斯政府初期5000多万人民币的投入来看,在资金的投入上可能还远远不够,如果希望做出成绩,后续估计还要做好持续投入资金的准备。

另外,有业内人士认为,如果研发的光刻机不需要使用掩模板,那么可能在生产高集成度的芯片方面就值得怀疑,会不会俄罗斯研发该光刻机,首先只是为了满足某些特定场景的需求。

不过只要开始,就是进步,就可能带来成果,而且后续还可以逐渐在之前研发的基础上,持续调整,争取实现更大的突破,俄罗斯自研X射线光刻机是值得期待的。

中俄摆脱光刻机依赖的可能性有多大


不仅仅是俄罗斯受到美国制裁,中国在先进EUV光刻机上也受到美国出口限制,2021年7月,美国官员透露,拜登政府在确认EUV光刻机在科技产业中的战略价值后,选择延续特朗普时期的政策。随后ASML表示,针对中国大陆的情况,该公司将不得不“静观其变”。

除了俄罗斯要自研X射线光刻机应对制裁,中国也一直在积极设法突破光刻机技术,然而难度可想而知,EUV光刻机涉及零部件之多,生产工序之繁琐不是一朝一夕可以攻克的。

根据ASML公布资料,每台EUV光刻机有超过10万个零件,这些零部件分别来自超过40多个国家5000多家供应商。每台EUV光刻机共有7大模块,每个模块由ASML全球六个生产基地制造,涵盖全球60个工厂。

EUV光刻机最大重量达180吨,各种零部件、模块运送到荷兰总部测试总装之后,还要再拆开装运给客户,需要20辆卡车或3架波音747飞机。可以看到ASML的EUV光刻机除了技术难度之外,还有就是涉及大量供应商,这其中也不是短时间能够建立稳定合作关系的。

不过因为非常困难就不做了吗,并不是的,过去中国也一直在进行光刻机方面的研发,包括DUV光刻机和EUV光刻机,虽然目前在EUV光刻机方面并没有取得实质性成果,不过在技术上还是取得过一些进展。

比如,2021年初清华团队在《Nature》上发表了一篇题为《稳态微聚束原理的实验演示》的论文,该论文里,研究团队报告了一种新型粒子“稳态微聚束”,并进行了原理验证实验。

实验中,研究团队利用波长1064nm的激光,操控位于储存环内的电子束,电子束在绕环一整圈(周长48米)后形成了精细的微结构,即“稳态微聚束”。


通过探测辐射,研究团队验证了微聚束的形成,随后又验证了SSMB的工作机理。该粒子可以获得光刻机所需要的极紫外波段,这为大功率EUV光源的突破提供全新的解决思路。

事实上ASML的CEO温彼得也多次表示,虽然EUV光刻机技术,中国不太可能独立复制出来,但是还是不能这么绝对,他说,“他们肯定会尝试。”

2021年4月,他也曾喊话美国,对华出口管制不仅不能阻碍中国技术进步,也将伤害美国自身的经济,限制出口只会加快中国自主研发的速度。

在美国出口管制的制裁之下,中国和俄国都积极从不同角度,寻求在光刻机上的突破,从另一个角度来看,虽然可能需要耗费十几年甚至几十年时间才能取得一些突破,但是所谓努力任何时候都不晚,如果世界上有人曾经造出来,那就一定还会有更多人也能造出来。

总体来看,俄罗斯开始自研X射线光刻机,或许对于中国来说也是好事,多一个国家加入到光刻机的自研中,就多一丝摆脱欧美一家独大局面的希望,而且或许中俄也可以发挥各自的优势,在某些技术或零部件方面建立合作,携手共进。


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