大陸自產光刻機參數曝光 與國際水平差多遠
【大紀元2024年09月26日訊】（大紀元記者宋唐、易如採訪報導）9月份中共工信部發布了《首台（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄（2024年版）》，雖然這份清單包含了各種製造工具，但兩台光刻機尤其引人注目。其中一台光刻機的參數是：採用波長為193nm、套刻精度低於8nm的氟化氬（ArF）光源，可在12英寸晶圓上實現65nm的分辨率。
一時之間，一些大陸輿論認為國產光刻機取得重大突破，甚至還有小粉紅誤以為套刻精度低於8nm，就可以生產8nm芯片。
套刻精度是指什麼？
作為光刻機的一個重要技術指標，套刻精度是指每一層曝光層之間的對準精度。
芯片製造過程是將多層的曝光圖案一層一層實現，並堆疊而成，而兩層之間需要精準對準，這就是套刻精度，並不是指能夠製造的芯片工藝製程節點。
台灣IC設計資深經理Brad Liao對大紀元表示，光刻機是用類似曝光顯影方式把圖案弄到晶圓上，一個晶圓生產出來至少有10到20層光罩，每一個光罩和另一層光罩之間要對準，最好是對得準準的、完全沒有誤差，但不可能，它一定有偏移，那個偏移量就是套刻精度。
「套就是某一層跟某一層把它對起來，套刻精度只是兩個光罩之間對準的好和壞，套刻的誤差越小，代表機台越先進。越精細對起來就要越準，不然的話，圖形本來就很細，只要稍微偏一點，可能不知道跑到哪裡去。」
大陸芯智訊報導，這次曝光的65nm分辨率國產DUV光刻機，只是之前上海微電子90nm分辨率國產光刻機的改良版，只能滿足55～65nm成熟製程芯片的製造需求，遠遠達不到28nm製程。
一位業內專家向芯智訊透露，雖然該光刻機的套刻精度為≤8nm，但只是出廠標準，在晶圓加工過程中還會帶來誤差，8nm的套刻精度，實際落在產品上可能就差不多11～12nm了，單次曝光最多只能做到55～65nm的水平。
如果要做多重曝光，套刻精度就需要足夠的高，8nm的套刻精度無法完成多重曝光。
Brad Liao表示，分辨率是65納米，頂多可以做到65納米，最細的線大概做到65左右，再往下那個線都掛掉了。阿斯麥（ASML）公司可以做28納米的機台，套刻精度都是3.5納米以下，這種套刻精度才有辦法做28納米。（延伸閱讀：中國製DUV被稱可製8奈米芯片遭打臉）
大陸芯片商最早製造28nm製程芯片，基本都是採用了荷蘭ASML分辨率達到≤38nm、套刻精度＜3.5nm的NXT：1970i（浸潤式DUV）。
而量產28nm芯片則使用荷蘭更先進的ASML NXT：1980i，該機型套刻精度達到＜2.5nm，可以進行多重曝光，可以實現7nm製程的製造。台積電第一代7nm製程，就是採用ASML NXT：1980i，經過多重曝光來做的。
這也是為什麼美國和荷蘭，一開始把光刻機對華出口限制給卡到了NXT：1980i以上，後面又把NXT：1970i和NXT：1980i限制出口，這兩款採用多重曝光，能夠實現先進制程能力。
距離國際水平差多遠？
這款國產光刻機距離國際先進水平還相差多遠呢？
實際上，荷蘭阿斯麥公司2006年推出的乾式DUV光刻機XT：1450的分辨率，就已經達到了57nm，套刻精度為7nm。所以這款國產光刻機性能與ASML公司的技術實際差距超過18年。
需要指出的是，這款光刻機依然是乾式DUV光刻機，而非更先進的浸潤式DUV光刻機。
浸潤式光刻機理論上容易，但工程上實現相當麻煩。有著「浸潤式光刻機之父」之稱的林本堅，在台積電任職期間，單單一個浸液系統，團隊就耗時2年，修改了7～8回才實現突破。業內人士表示，浸潤式光刻機的研發難度之高，相當於在月球上用槍打到地球上的一個目標。
Brad Liao表示，大陸應該還沒有這個技術，因為從來他們沒有公布過有浸潤式光刻機，但肯定有研發。浸潤式不是那麼簡單，相機或光學鏡頭都要泡在水裡，鏡頭在水裡動來動去，涉及到流體力學，水在怎麼流啊等等，真的不是很容易的事。
他介紹說，浸潤式的想法是台灣林本堅提出來的，剛開始只有少數人支持這個方向，其他人全部不支持，他們在開發過程中遇到種種困難，好不容易克服了困難終於做出來，從此之後ASML就獨大了。這個技術本身就很難，一旦有人突破了，裡面所有專利幾乎都是它的，要避開它的專利再重建非常難。
本次工信部公布的數據，沒有具體說明這些機台的製造商，也沒有說明這些機器每小時可以生產多少晶圓。大陸業內人士稱，目前還沒有業內企業說見到了這個光刻機。
28nm光刻機被限 或重創大陸芯片產業
9月初，荷蘭對外貿易和發展部長雷內特‧克萊弗（Reinette Klever）宣布改變該國的出口管制，要求ASML申請許可證，才能向中國客戶銷售其1970i和1980i浸潤式深紫外（DUV）光刻機。
荷蘭政府的聲明表示，ASML還必須申請服務許可證，為之前出售給中國客戶的浸潤式光刻系統提供備件和軟件更新。這些系統目前已受到限制。
今年3月份，荷蘭已經對中國大陸裝運最先進的浸潤式DUV系統進行了出口管制，包括TWINSCAN NXT：2000i、TWINSCAN NXT：2050i。
在已經無緣最先進的EUV（極紫外）光刻機的情況下，DUV被認為對中國突破高端芯片關鍵工藝至關重要，此類禁令或將重創中國芯片產業。
Brad Liao表示，可以做到28nm的1970i和1980i，都是浸潤式的，這次要禁1970i和1980i，中共反應非常激烈。
「憑我印象，之前光刻機從來不放在工信部的公布裡面，我也第一次聽到工信部公布這個消息，就代表這件事不是小事，是一件大事。」
如果新禁令被嚴格執行，對中共芯片業有何影響？Brad Liao解釋說，1970i和1980i一旦禁了之後，基本上大陸技術就要退回到頂多65nm的階段，甚至可能跳回90nm了。如果用重複曝光當然是可以往下做，但良率就會掉到至少50%以下。
Brad Liao表示，在中國大陸很多技術像汽車芯片、長江儲存的記憶體都用到28nm，一旦1970i和1980i被禁的時候，他們的28nm產品全部都不行了。最先進的技術全部停頓，整個被迫往後退了五年、十年之前。
「只能整個是從頭再來，或跟國外買。但用好好的IC，直接用到另外一個IC，你要重新驗證，真的非常非常痛苦。」他說。
責任編輯：林妍
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