绕过EUV光刻机:SSMB突围,多了一条新路
直到今天,麒麟9000s到底是怎么来的依然是一个谜,这也导致了国内外的各种猜想不断,前段时间,一则消息在各大视频平台广为传播,称清华大学EUV项目把ASML的光刻机巨大化,实现了光刻机国产化,并表示这个项目已经在雄安新区落地。
对此,中国电子工程设计院有限公司(下称中国电子院)9月18日发声,称该项目并非网传的国产光刻机工厂,而是北京高能同步辐射光源项目(HEPS)。
日前,据路边社消息,华为正在封闭攻克麒麟PC端芯片的研发。可以想象如果这个搞定了,加上鸿蒙桌面系统加持,真正的民用级平替方案达成。生态构架有了,开发者工具也逐步完善,好不好用先不说,保底安全性上又加上了一把锁。
麒麟芯片手机端到PC端的攻克,不能不让人想到光刻机领域的进展。虽然目前暂时不清楚光刻机进度如何,也很难去猜测华为麒麟芯片突围的具体路径是什么。
但是我们可以想象的是,国内对光刻机的研发在持续推进,从过去的量子芯片、光子芯片以及原成像芯片来看,国内也有多条路线,目前并没有完全按照传统光刻机的固定路径与解决方案去推进,或是多重方案并行的模式。从目前业内关注的SSMB-EUV方案来看,也是一条绕过光刻机难题的新路。
光刻机难题很大,SSMB也是一条绕过传统打法是新路
当然,SSMB和同步辐射光源不是一个东西。根据业内的一种说法,关于SSMB-EUV方案,即“稳态微聚束”极紫外光方案,它能利用同步辐射光源,作为EUV光源,从理论角度来看,输出功率能大于10KW,而荷兰阿斯麦最先进的EUV光刻机的光源功率才只有250W。
中国突破EUV所有科技,唯一绕不过去的专利是光源小型化专利。芯片上的电子元件,也就是晶体管,是被刻出来的,就好像我们在橡皮图章上刻字。在同样的面积上,能刻出来的晶体管越多,芯片也就越先进。
一台光刻机,有三大关键部分组成。第一部分是光源、第二部分是光学系统、第三部分是蚀刻工作台。先进光刻机制造的第一个难点就是机器的光源问题,目前也只有美国的Cymer掌握着成熟制造技术,国产光源系统已经研发成功,但是距离真正的成熟与国外先进技术的差价仍然肉眼可见。
其次是反射镜。能够达到光刻机要求的多层膜反射镜,目前只有德国老牌镜头制造厂家蔡司能够拿出来,而复合材料是来自日本。精密仪器工作台,有 55000 个高精度的零件构成,而这些零件又至少依赖于日本、韩国、中国台湾、美国、德国以及荷兰自己提供的专利技术。
总的来说,传统光刻机的难度太大。要超越,走新路或必不可少,SSMB-EUV方案可能是绕过传统光刻机玩法的一条可以尝试的新路。
从目前的说法来看,这玩意一个典型特点就是大,核心是单独建一个光源提供器,然后其他的光刻芯片的技术可以集成在一个大型工具内,由光源发生器向这个工具提供需要的精度的光源,进而达到大规模生产芯片的目的。
EUV光刻机中成本最大头、研发最复杂的就是光源部分,而SSMB-EUV这个技术天然地就把EUV光源与EUV光刻机分开了。
国外是一个光源一个光刻机,咱们绕不开光源小型化的专利,那咱们就可以通过SSMB模式搞一个大型光源,与ASML的EUV相比就是不易移动,但功能一样。
业内人士表示,阿斯麦的光刻机,那叫制造,而这个SSMB-EUV方案,它不是制造,而是建造,因为它有200米之长,20米之宽,更是能够同时支持数十台光刻机工作,其实更像是一个大型的EUV光刻机工厂。
简单的来说,就是用大型化来弥补精度的不足。荷兰人造的光刻机因为要国际销售,远途运输,所以不能造太大,产品要注重小型化。但是如果自产自用暂时不用考虑这一点,我们可以把光刻机巨型化,然后通过饱和状态原理生产,最终得到想要的结果。
这是一条可以尝试的新路。
SSMB是一条新路,但还取代不了EUV光刻机
根据中信证券研报指出,我们认为SSMB存在EUV光源换道超车的可能性。从技术层面看,SSMB与同步辐射光源技术具有一定相似性,SSMB具备产业化验证条件。从供应链角度看,我国在同步辐射光源领域基础较好,在核心零部件自主可控的前提下,HEPS项目已完成光源出束。
因此,ASML看到了其中的关键,开始急了,说中国人能想出他们想不到的解决方案,对华技术禁令让中国更强大。
当然了,这个东西仅仅是光源,不是光刻机,就算这个东西造出来了,也不意味有了光刻机,中国想要独立生产EUV光刻机,就需要在全部三大关键部分上实现完全的自主创新。
现在只能说,在第一个光源部分,我们看到了希望。
问题的关键在于时间。从全球角度来说,先进芯片制程都无法摆脱荷兰ASML光刻机的依赖,ASML对整个全球构成了绝对性的垄断地位,无论是中国,还是其他国家,如果围绕其原有路线去研发,要耗费巨大的成本,还有漫长的时间。
总的来说,大型光源,对能生产小型化极紫外光源的阿斯麦冲击还不是很大,而对生产芯片的高通、英特尔、英伟达、三星、海力士、台积电等公司来说,这种大面积生产方式生产的低成本、大数量芯片,才是真实的冲击力。
从目前来看,许多厂商都在另辟蹊径,试图寻找另一条替代EUV光刻技术的途径,以生产更先进的工艺。比如日本NIL量产技术、英特尔的新3D堆叠、多芯片封装技术以及俄罗斯的X光的光刻机技术等。
SSMB是一条新路,过去需要光刻机运输这个非必要关键条件,拿掉这个因素以后减低整体工程难度,这个思路的逻辑是没问题。
当前光源这部分已经解决了,但要想做成能用于光刻的光源,还有非常多的设备需要仿造或者研制,有很多技术需要去研究和破解。这种模式目前还取代不了EUV光刻机。
结语
在当前,我们非常欣喜的看到,目前国内的各种技术的探索在持续推进,自主可控的危机意识与科研的氛围比过去要明显更好,这无疑是颇为鼓舞人心的。
从目前麒麟芯片的突围来看,国内可能是有多条路线并进的模式与一些突破传统模式的全新解决方案,从Chiplet技术到光量子芯片以及此前清华大学也曾研发成功的元成像芯片,再到SSMB以及传统光刻机研发路径,目前已经形成多种路线齐头并进的格局。
SSMB-EUV技术的出现,会给国内带来一次芯片商业模式创新的重大战略机遇,但当前定论还太早,到底哪种技术模式未来可能会带来更加具备想象力的表现与突破,未来三到五年,可能会有答案,我们拭目以待。
本文来自微信公众号“智能新连接”(ID:znxlj01),作者:王新喜,36氪经授权发布。