打破日本技术垄断,中企巨头突破芯片材料,关键性堪比光刻机

2024-05-11 16:06

1. 打破日本技术垄断,中企巨头突破芯片材料,关键性堪比光刻机

芯片生产过程整体上可以分为三个环节,分别是芯片设计、芯片制造和芯片封装。其中芯片制造是最硬核的一个步骤,涉及到各种顶尖的技术,设备和材料等等。
  
 任何一个细节出现纰漏,都有可能影响芯片制造的效果。大家都知道光刻机对芯片生产有很重要的意义,但实际上芯片制造关键之一也包括了光刻胶。
     
 如果说光刻机是制造过程中必不可少的设备,那么光刻机就是保证制造芯片前的关键。光刻胶作为一种有机化合物,在被紫外光曝光后,以液态的形式涂抹在硅片上,从而干燥成胶膜,保护硅片在光刻过程中的作业。
  
 在芯片制造所涉及的材料上,光刻胶是不可或缺的。而光刻胶的应用领域非常广,包括在印刷工业领域。
     
 只是由于集成电路产业规模的增长,加大了对光刻胶材料的应用。只不过光刻胶一直被日本企业垄断。包括东京应化,富士胶片等日本企业都是光刻胶领域的巨头。
  
 因为在光刻胶产业有着极大的话语权,所以不少国家都要选择与日本合作,进购光刻胶。日本长期维持对光刻胶的垄断,但中国企业传来好消息,突破了关键芯片材料,打破垄断。
     
 中国企业这些年在各项半导体集成电路领域一直在发展,其中涉及到芯片材料的光刻胶上也取得了进展。
  
 据科创板日报消息,南大光电控股子公司自主研发的ArF光刻胶产品已经通过了客户认证,这次通过认证以后,意味着ArF光刻胶产品的开发和产业化取得了关键突破。这也是国内首个国产ArF光刻胶。
     
 据了解,ArF光刻胶可以用在90nm-14nm,甚至是7nm芯片制程技术的应用,在高端芯片制造能发挥重要作用。
  
 如今南大光电突破关键芯片材料,打破日本技术垄断,而且关键性堪比光刻机。虽然距离生产高端芯片还有一段路要走,但是每一次实现的技术突破,都是在为将来生产高端工艺芯片打下基础。
     
 芯片设计有华为海思、芯片制造有中芯国际、芯片材料有南大光电,还有光刻机设备制造也有上海微电子。
  
 集合这么多的顶级 科技 力量,相信未来我们能够在更多的关键技术上迎来突破。
  
 芯片制造是一项复杂的过程,从设计到制造,再从制造到封装,一颗小小的芯片能够被生产出来,背后有太多的不容易。
  
 但是这并不代表会放弃,相反还会激励我们不断向前。前有华为突破5nm设计芯片,后有南大光电打破日本技术垄断,带来ArF光刻胶,为中国芯片制造产业做出巨大贡献。
     
 在芯片制造产业的进展已经非常迅速了,比如中芯国际在梁孟松的帮助下,从三年前的28nm到今年量产14nm,最快明年就能尝试生产7nm芯片。将来要是能获得EUV光刻机,更高的5nm,以及3nm都开始进行研究。
  
 为了鼓励芯片制造企业加强技术研发,我国给予最高免税十年的待遇。还要培养半导体人才,这一切都说明,以前落下的功课,我们正在补上。所有取得高分的学霸,都是一点一滴积累起来的。
     
 南大光电在ArF光刻胶上取得突破,完成了客户认证。这仅仅迈出了第一步,还有第二步,第三步。像南大光电这类的企业在我国还有很多,他们都在默默为中国半导体付出。
  
 曾几何时,国产芯片有这么快的进展速度。因为华为让我们认识到自主技术的重要性,只有掌握核心 科技 才能睡上安稳觉。期待国产半导体能取得更大的突破。
  
 对南大光电突破ArF光刻胶你有什么看法呢?

打破日本技术垄断,中企巨头突破芯片材料,关键性堪比光刻机

2. 从败走光刻机到集体造假,日本半导体到底在干什么?

 去年6月1日,日本半导体最后的巨头东芝为了弥补其核电业务及经营不善带来的巨额亏损,出售旗下半导体公司(TMC)给贝恩资本牵头的日美韩财团组建的收购公司Pangea。日媒称该事件为,日本半导体最后要塞的失守。


而日本的半导体产业起源于美国的技术转移。1947年,美国AT&T贝尔研究所发明了点接触晶体管。1951年,贝尔研究所发明了结接触晶体管,并实现成功实现商业试用。1953年,索尼创始人之一盛田绍夫从西方电器公司买到晶体管专利技术。1955年,索尼研制出全球第一台晶体管收音机。1959年,日本晶体管销量达到世界第一。1968年,在政府的产业育成政策下,日立、富士通、NEC开始研制超高性能计算机。


从40晶体管诞生到60年代后半期,日本主要还是接受美国的技术转移,负责量产民用商品输出到美国,而美国则将电子产业的重心转移到军用领域。


60年代后半期,日本半导体技术者开始活跃在半导体国际会议上,已经实现了技术积累的日本公司开始尝试独自开发。而在70年代初,IBM宣布在大型计算机中使用半导体存储器取代磁芯,半导体中重要的DRAM芯片成为潜力巨大的市场,美国也开始拒绝向日本提供IC集成电路,并且强迫日本实现IC输入的完全自由化。此时,日本政府不仅旧有的半导体量产面临危机,而且IBM的新时代高性能计算机的开发也让日本政府恐惧。这让日本一蹶不振,一直在原地不动。

3. 日本为什么不担心芯片和光刻机的问题?

  日本自己就能生产,当然不担心了。 
     
   高端光刻机被称为世界上最精密的仪器,零部件数量达数万甚至十几万个,供应商几百家,最贵报价数亿美元一台,堪称现代光学工业之花,制造难度非常大。
     
   现在全世界只有少数几家公司能够制造,主要以荷兰ASML、日本Nikon和日本Canon三大品牌为主。从市场占有率来讲,ASML占据80%以上,在EUV极紫外光领域,ASML是独家生产者。
     
     
   另一方面,美国现在占到零部件供应链的25%,就拥有了非常大的话语权;日本不仅在零部件供应链之中,而且还是欧美同盟中的一员,没有面临制裁的风险。
     
     
    即使如此,日本企业从早期一统芯片和光刻机天下,到现在逐步没落,要看美国和ASML脸色行事,也是另一番苦恼。 
   日本并不会面临芯片和光刻机的问题。从目前来看,逼急了,世界上只有美国、中国和日本有能力建设芯片自主技术和自主产业链,这其中当然也包括光刻机。但是,因为美国可以轻松控制日本,所以并不存在芯片和光刻机的问题。从世界范围内来看,能够挑战美国地位的只有中国、俄罗斯,而从经济上挑战美国地位的只有中国,因此美国才会选择在各个方面掣肘中国。
     
     
   
     
     
   从光刻度这一领域来看,它是一个费力不讨好的事情,因此,国际上很多大 科技 公司并未染指这个产品。一是它需求比较小,市场规模也不大,二是它需要大量超级技术,整个零部件产业链比较复杂。所以包括美国著名 科技 公司、日本著名 科技 公司以及中国 科技 公司此前并未染指这一领域。要不是中国早已意识到光刻机可能会面临卡脖子,中国也不会有光刻机产品。其实,世界上有一家ASML光刻机企业完全就够了。
     
   
   假设日后有一天,美国想要打压日本、韩国或欧洲国家的芯片市场,也不一定会通过光刻机来打压,完全有其他不同的手段。原因就是美国高 科技 体量几乎是欧洲、日韩各国的总和。当然,本身光刻机技术本身就是欧洲公司,有一定的美国技术。
     
     
   
     
   从目前世界格局来看,欧美再怎么打,他们始终是一家人,无论文化背景还是经济联系,中国只能寻求与欧美世界保持良好的经济关系,永远不要期待着欧美世界能够跟中国实现文化理念上的认同。而中日韩东南亚又是另外一个文化背景,虽然近100年来,出现很多关系困境,但终究是文化的根源和人种根源是一致的,未来能够团结在一起,就是非常好的情况。
   虽然现阶段顶尖的光刻机生产制造企业在荷兰,可是我觉得这不意味着荷兰把握着全部重要零部件,实际上日本在芯片和光刻机行业依然占据十足的份量, 尤其是在原料层面,在全部半导体材料行业的19种重要原材料中,有14种日本的生产能力是占了全世界50%之上的,换句话说假如缺乏日本生产制造的重要原料,荷兰的顶尖光刻机也难以造出 ,例如去年的光刻机事件,日本即便芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡死重要原材料就麻烦了。
     
     
   日本的半导体技术在多年前也是很厉害的,可是之后由于美国的施压,也有韩国三星的兴起,因此日本的半导体技术落在了后边,但是瘦死的骆驼比马大,日本依然有着一定的芯片制造能力,并且归功于贴近垄断性的重要原料,因此日本分毫不担忧缺少芯片和光刻机生产制造的难题,掏钱买便是了,终究三星和其他半导体企业也十分担心日本断供。
     
     
   包含中国的中芯,虽然尽量避免了对美国技术的依靠,可是在半导体器件层面,依然十分依靠日本,许多原料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会遭遇十分多的不便。但是依照现阶段的发展趋势,我国的芯片制造能力跨越日本并不是问题,对于原料供货,这实际上便是一个现代化职责分工的难题,终究一个国家不太可能彻底把握全部的供应链管理。
   
   【日本怎么从来不担心光刻机的问题,要知道荷兰ASML几乎是垄断式的】
   世界有数的光刻机企业中,我们除了知道ASML之外,还有尼康,佳能,欧泰克,上海微电子装备等等,这里尼康和佳能就是日本企业。      
   确实尼康在很长一段时间内可以说是光刻机的霸主,但是因为ASML和台积电合作浸润式DUV的光刻机,将尼康佳能给超越。
   尼康,在“干式微影技术”在“浸入式光刻技术”已经成为光刻机主流的时候,它却依然固守自己的技术,拥抱“干式微影技术”。      
   可以说,它还放弃了和台积电合作,这给ASML带来了机会,尼康光刻机已经越来越不能满足当下对于光刻机的需求,台积电英特尔在一批企业转投到ASML的怀抱,在尼康的固步自封中,ASML迅速发展,一举夺得了光刻机霸主地位。
   ASML的成功之路——
   1.一方面积极的收购一些重要企业,比如美国Cymer等,另外一方面不断的使用国际最先进的技术,德国,荷兰等等全世界最新进的技术都会被ASML使用。
   2.非常聪明的将台积电,英特尔,三星等等企业作为自己的股东。这一种政策,能够获得更多的技术和资金的支持。
   3.从来不固步自封,开放创新式的发展,让ASML能够立即获得各大企业的认同,成功的开启自己的霸主之业。    
   当然,我们也知道,虽然说你看尼康,佳能没有了当年的雄风。但是对于日本半导体来说,光刻机已经能够满足它们需求,因此它们并不需要去进口ASML,甚至于如果进口的话,这不是承认自己的失败吗?
   
   日本肯定不用担心,一方面美,日同(lang)盟(bei),另一方面,第一次电子产业转移是送美国到日本,日本尼康,佳能其实是DUV(453nm—193nm光源)时代的霸主。
   在芯片28nm制程之前的时代,尼康,佳能的光刻机才是行业内最大的玩家。     
   目前来说,日本在28nm,22nm光刻机领域仍然非常强横。在2010年之后,才真正是荷兰的ASML的霸主地位。
   大部分人可能觉得,这又不是7nm,5nm,没有多少先进的技术。
   但是在一些逻辑芯片,存储器,14nm以上的制程工艺,还是大量的应用工艺。
    例如日本东芝仍然是全球存储的主要供应商。 
     
   佳能1970年制造的第一台光刻机
   在芯片领域,日本通过多年的发展,尤其是在CIS芯片,各类传感器应用的芯片,MEMS芯片领域,具有很强的实力。   我们常说的晶圆的应用,并不单单的应用在CPU方面,还有逻辑芯片,存储器,闪存这价格领域。
   日本的传感器,其实就是属于CIS集成电路的一种高端应用。
   大部分熟悉手机摄像头的朋友都知道,目前全球高端摄像头的芯片多数来自于日本的索尼。同时日本还有不少做各类传感器的企业,也都是依托于这一类芯片的应用。
     
   美国对日本发动的“芯片战争”,让日本彻底沦为美国的小弟   日本其实是经受过一次美国发起的芯片战争的。
   1963年,日本电气公司(NEC)自美国仙童半导体获得planar technology的授权,开始了日本半导体技术研究。
   1976年,在日本产经省的主导下,日本的多个大企业参与其中,NEC、三菱、京都电气,东芝共同成立了——“VLSI 技术研究所”。主力向DRAM攻坚,那个时候半导体,还主要是存储器应用天下。在日本的冲击下,DRAM市场价格下降了一倍。英特尔不得不转型,向微处理(CPU)市场冒进的拓展。
   1978年,英特尔就是在日本的打压,真的是无可奈何了,好不容易开发出了i8086,第一款微处理器原型。
   本身日本的芯片工艺,确实要超过美国,欧洲。美国怎么可能放任这么发展下去,然后就开始针对日本的针对性打击!
   1985年,日本DRAM坐拥全球80%市场。(那个时候,晶圆并不是主要是用来做DRAM,不是用来做CPU)。
     
     1985年,美国半导体产业协会开始向美国商务部投诉日本半导体产业不正当竞争,启用了WTO里面的301反倾销条款。(美国惯用的伎俩)
   1985年,美国和日本在经济上签订了《广场协议》,广场协定是一个美元,对日元的战争。直接让日元大幅度贬值。
   大量的日本优质资产,被美国资本收购!
   同时美国要求美国半导体在日本的市场提升到20%-30%,防止出现倾销的情况。在明争暗斗了几年之后,美国强硬的要求日本签订,《日美半导体保障协定》,开放日本半导体产业的知识产权、专利。1991年,日本的统计口径美国已经占到22%,但是美国仍旧认为是20%以下,美国再次强迫日本签订了第二次半导体协议。(引自:35年前美国对日本发动芯片战争,日本坐拥全球80%市场却惨败,半导体设备资讯站)
   所有在美国对日本芯片战争奏效之后,日本彻底服软了。
   日本商业市场,还在想网高端走:软银收购ARM   如今手机市场,以及各类移动电子设备,基本都是基于ARM的架构开发的芯片。ARM原本是英国的芯片企业,软银出资310亿美金收购了ARM。
   这应该算是日本仍然把持着芯片领域的一个高峰吧。
     
     
    综合来说:在芯片市场,真正玩家,只有美国,日本,未来一定会有中国。 
   为什么日本不担心芯片和光刻机的问题?因为日本自己可以制造,其次,没有对美国构成威胁。
   事实上,目前全球可以制造光刻机的国家只有三个:荷兰、中国和日本。  
   荷兰ASML是全球最大的光刻机厂商,在EUV光刻机领域处于垄断地位。ASML一台EUV光刻机售价1.2亿美元,有10万个零配件,大部分零配件需要从美国、日本、德国进口。      
   中国也可以制造光刻机,上海微电子是中国唯一的光刻机厂商,目前可以制造90nm光刻机,24nm也在路上,与ASML相比还有很大差距。      
   日本的尼康和佳能也可以制造光刻机。事实上,在2007年以前,尼康和佳能才是全球光刻机市场的霸主,但是后来被ASML击败。目前,日本光刻机把持着中端市场,高端市场只有ASML一家。      
   
   此外,日本半导体对美国不构成威胁。美国早在上世纪80年代就对日本“下手”了,曾经一度独霸全球的日本半导体被美国一举击败,最后只剩下半导体上游产业把持在日本手中。  
   当然了,美国和日本是同盟关系,日本没有制裁美国的实力,只有美国制裁日本的份儿,在日本半导体产业一举溃败之后,已经对美国没有什么威胁。      
   再者,日本如果需要高端光刻机只需要从荷兰进口即可,这方面对日本并没有限制。日本也不用自己去研发,毕竟市场就那么大,而且ASML已经垄断市场,日本不会傻到这时候再去研发高端光刻机。
   总之,日本不需要担心芯片和光刻机的问题。首先,中低端光刻机,日本自己可以制造,高端光刻机只需要从荷兰进口就行,这方面没有限制。
   为什么日本不担心芯片和光刻机问题?
   因为,我们现在正在遭遇的事情,当年在日本早就发生过了!
     美国强迫日本签署协议限制半导体产业     日美两国签署的广场协议大家都知道,但上世纪80年代中期美国还强迫日本签署了《美日半导体协议》,这份协议直接限制了日本半导体产业对美国出口,并增加100%关税,同时还规定其他国家的半导体产品在日本市场份额得超过20%。
   这一协议直接将当期发展得如期中天的日本半导体产业打残了,当时全球TOP10的半导体公司前三都是日本公司,分布是NEC、东芝、日立,而整个TOP10中日企达到了6家。
   但是,我们现在看看日企中,那还有谁是比较强的半导体公司?没了!唯独就剩个东芝还苟延残喘。也就是说美国在上世纪80年通过强力手段彻底肢解了日本半导体产业,使得对应的日企无法在全球范围内攻城掠地,只能偏安一隅的生存,日本芯片基本处于崩盘状态。
   从此之后美国的半导体产业彻底崛起,诞生了一大波现在大家如雷贯耳的美企,他们的成功很大部分的归功于当年的《美日半导体协议》。此外,韩国部分企业乘势崛起。
     日本另辟蹊径偏安一隅成功     也许有人疑惑,既然美国肢解了日本半导体产业,为何现在的日本半导体看上去还是很强的,这里面的原因也是挺简单的,被美国限制之后日企也是要生存下去的,一些核心领域败下阵来,那就只能转向转型,在美国半导体不参与的地方以及适合发挥自己专长的地方进行猛攻。
   也就是日本现在比较强的半导体材料和部分半导体设备,目前日企在上述占的市场份额较大,10大半导体设备日企占了近一半的份额,等于是从另一层面捏住了很多下游芯片企业的命脉。你看前阶段日韩两国半导体的相互制裁,就是因为日本能在原材料这块掌握有优势地位。
   此外,部分日企也在利用自己的一些优势来进行突破,比如索尼,他们将CMOS作为最优先发展的业务,地位远高于 游戏 、电影等业务,当其他业务不行时更是不断加大这块的研发投入,为了提高技术壁垒还收购晶圆厂自行设计传感器的制造。
     日本光刻机暂处于中端地位     最后这里再提提日企的光刻机,日本是有自己的光刻机制造企业,也就是尼康和佳能两家,这两家为人所熟知是因为相机。但是很多人可能不知道相机领域涉及的光学技术正好是光刻机所需要的。
   也因为如此,这两家企业都曾经拥有自己的光刻机技术,但是在和荷兰ASML的竞争中已经落败下来,目前他们量产的机型只能算是中端光刻机。对这两家企业来说,光刻机领域的下坡路不可避免,未来或许他们还将落后下去,会被我们超过。
    Lscssh 科技 官观点: 
   说了那么多,总结下!日本的芯片产业早在30年前就已经被美国摧毁,所以美国人自然是不担心的,而无法威胁到美国半导体产业的日本自然也不担心买不到,美国会顺畅的给他供货。同时,由于芯片产业被扼杀,日本只能另辟蹊径走另外的一条路,最终在半导体材料和设备制造取得了一定的成绩。
       
     
   
   日本自己就可以生产光刻机,日本的尼康和佳能以前造光刻机也非常厉害,只不过后来被荷兰阿斯麦尔公司给超越了,徒弟超越了师傅,现在占到了市场的80% 以上,几乎快把师傅给逼上绝路了,但是瘦死的骆驼比马大啊,日本的光刻机技术基础是有的,技术是有的,根本不用担心什么。
   我们中国一定要争气啊,早日早出来属于自己的光刻机和芯片,全球高端产业,也就是芯片技术是最后未被我们攻克的阵地了,相信只要我们掌握了这项技术,很快芯片就会变成白菜价。
   虽说目前顶级的光刻机制造公司在荷兰,但是这不代表荷兰掌握着所有关键零部件,其实日本在芯片和光刻领域仍然占有十足的份量,尤其是在原材料方面,在整个半导体领域的19种关键材料中,有14种日本的产能是占了全球50%以上的,也就是说如果缺少日本生产的关键原材料,荷兰的顶级光刻机也很难造出来,比如去年的光刻胶事件,韩国即使芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡住关键材料就麻烦了。
   日本的芯片技术在多年前也是很厉害的,但是后来因为美国的打压,还有韩国三星的崛起,所以日本的半导体技术落在了后面,不过瘦死的骆驼比马大,日本仍然拥有一定的芯片制造能力,而且得益于接近垄断的关键原材料,所以日本丝毫不担心缺失芯片和光刻机制造的问题,花钱买就是了,毕竟三星和其它半导体企业也十分害怕日本断供。
   包括国内的中芯国际,虽说尽量减少了对美国技术的依赖,但是在半导体材料方面,仍然非常依赖日本,很多原材料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会面临非常多的麻烦。不过按照目前的发展态势,中国的芯片制造能力超越日本不是问题,至于原材料供应,这其实就是一个国际化分工的问题,毕竟一个国家不可能完全掌握所有的供应链。
   因为日本不用担心了,日本半导体产业基本全军覆没了。高端光刻机用不上,日本担心什么?
   日本自己有28纳米的光刻机,有极紫外光源。但是这些都用不上,没有像intel,三星,台积电那样的半导体制造企业。也没有像海思,高通,联发科,展锐,AMD,NVIDIA那样的芯片设计企业。
   做做液晶面板,滤波器件,图像传感器,28纳米光刻机足够了。28纳米最低能做7纳米芯片,日本有28纳米光刻机,还担心什么?
   我们今年能够突破28纳米光刻机,如果我们不做手机SOC芯片,我们也不必担心了。但我们没有理由放弃手机芯片,所以我们必须要突破极紫外光刻机,在突破之前,我们自然是担心。

日本为什么不担心芯片和光刻机的问题?

4. 日本为什么不担心芯片和光刻机的问题?

  日本自己就能生产,当然不担心了。 
     
   高端光刻机被称为世界上最精密的仪器,零部件数量达数万甚至十几万个,供应商几百家,最贵报价数亿美元一台,堪称现代光学工业之花,制造难度非常大。
     
   现在全世界只有少数几家公司能够制造,主要以荷兰ASML、日本Nikon和日本Canon三大品牌为主。从市场占有率来讲,ASML占据80%以上,在EUV极紫外光领域,ASML是独家生产者。
     
     
   另一方面,美国现在占到零部件供应链的25%,就拥有了非常大的话语权;日本不仅在零部件供应链之中,而且还是欧美同盟中的一员,没有面临制裁的风险。
     
     
    即使如此,日本企业从早期一统芯片和光刻机天下,到现在逐步没落,要看美国和ASML脸色行事,也是另一番苦恼。 
   日本并不会面临芯片和光刻机的问题。从目前来看,逼急了,世界上只有美国、中国和日本有能力建设芯片自主技术和自主产业链,这其中当然也包括光刻机。但是,因为美国可以轻松控制日本,所以并不存在芯片和光刻机的问题。从世界范围内来看,能够挑战美国地位的只有中国、俄罗斯,而从经济上挑战美国地位的只有中国,因此美国才会选择在各个方面掣肘中国。
     
     
   
     
     
   从光刻度这一领域来看,它是一个费力不讨好的事情,因此,国际上很多大 科技 公司并未染指这个产品。一是它需求比较小,市场规模也不大,二是它需要大量超级技术,整个零部件产业链比较复杂。所以包括美国著名 科技 公司、日本著名 科技 公司以及中国 科技 公司此前并未染指这一领域。要不是中国早已意识到光刻机可能会面临卡脖子,中国也不会有光刻机产品。其实,世界上有一家ASML光刻机企业完全就够了。
     
   
   假设日后有一天,美国想要打压日本、韩国或欧洲国家的芯片市场,也不一定会通过光刻机来打压,完全有其他不同的手段。原因就是美国高 科技 体量几乎是欧洲、日韩各国的总和。当然,本身光刻机技术本身就是欧洲公司,有一定的美国技术。
     
     
   
     
   从目前世界格局来看,欧美再怎么打,他们始终是一家人,无论文化背景还是经济联系,中国只能寻求与欧美世界保持良好的经济关系,永远不要期待着欧美世界能够跟中国实现文化理念上的认同。而中日韩东南亚又是另外一个文化背景,虽然近100年来,出现很多关系困境,但终究是文化的根源和人种根源是一致的,未来能够团结在一起,就是非常好的情况。
   虽然现阶段顶尖的光刻机生产制造企业在荷兰,可是我觉得这不意味着荷兰把握着全部重要零部件,实际上日本在芯片和光刻机行业依然占据十足的份量, 尤其是在原料层面,在全部半导体材料行业的19种重要原材料中,有14种日本的生产能力是占了全世界50%之上的,换句话说假如缺乏日本生产制造的重要原料,荷兰的顶尖光刻机也难以造出 ,例如去年的光刻机事件,日本即便芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡死重要原材料就麻烦了。
     
     
   日本的半导体技术在多年前也是很厉害的,可是之后由于美国的施压,也有韩国三星的兴起,因此日本的半导体技术落在了后边,但是瘦死的骆驼比马大,日本依然有着一定的芯片制造能力,并且归功于贴近垄断性的重要原料,因此日本分毫不担忧缺少芯片和光刻机生产制造的难题,掏钱买便是了,终究三星和其他半导体企业也十分担心日本断供。
     
     
   包含中国的中芯,虽然尽量避免了对美国技术的依靠,可是在半导体器件层面,依然十分依靠日本,许多原料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会遭遇十分多的不便。但是依照现阶段的发展趋势,我国的芯片制造能力跨越日本并不是问题,对于原料供货,这实际上便是一个现代化职责分工的难题,终究一个国家不太可能彻底把握全部的供应链管理。
   
   【日本怎么从来不担心光刻机的问题,要知道荷兰ASML几乎是垄断式的】
   世界有数的光刻机企业中,我们除了知道ASML之外,还有尼康,佳能,欧泰克,上海微电子装备等等,这里尼康和佳能就是日本企业。      
   确实尼康在很长一段时间内可以说是光刻机的霸主,但是因为ASML和台积电合作浸润式DUV的光刻机,将尼康佳能给超越。
   尼康,在“干式微影技术”在“浸入式光刻技术”已经成为光刻机主流的时候,它却依然固守自己的技术,拥抱“干式微影技术”。      
   可以说,它还放弃了和台积电合作,这给ASML带来了机会,尼康光刻机已经越来越不能满足当下对于光刻机的需求,台积电英特尔在一批企业转投到ASML的怀抱,在尼康的固步自封中,ASML迅速发展,一举夺得了光刻机霸主地位。
   ASML的成功之路——
   1.一方面积极的收购一些重要企业,比如美国Cymer等,另外一方面不断的使用国际最先进的技术,德国,荷兰等等全世界最新进的技术都会被ASML使用。
   2.非常聪明的将台积电,英特尔,三星等等企业作为自己的股东。这一种政策,能够获得更多的技术和资金的支持。
   3.从来不固步自封,开放创新式的发展,让ASML能够立即获得各大企业的认同,成功的开启自己的霸主之业。    
   当然,我们也知道,虽然说你看尼康,佳能没有了当年的雄风。但是对于日本半导体来说,光刻机已经能够满足它们需求,因此它们并不需要去进口ASML,甚至于如果进口的话,这不是承认自己的失败吗?
   
   日本肯定不用担心,一方面美,日同(lang)盟(bei),另一方面,第一次电子产业转移是送美国到日本,日本尼康,佳能其实是DUV(453nm—193nm光源)时代的霸主。
   在芯片28nm制程之前的时代,尼康,佳能的光刻机才是行业内最大的玩家。     
   目前来说,日本在28nm,22nm光刻机领域仍然非常强横。在2010年之后,才真正是荷兰的ASML的霸主地位。
   大部分人可能觉得,这又不是7nm,5nm,没有多少先进的技术。
   但是在一些逻辑芯片,存储器,14nm以上的制程工艺,还是大量的应用工艺。
    例如日本东芝仍然是全球存储的主要供应商。 
     
   佳能1970年制造的第一台光刻机
   在芯片领域,日本通过多年的发展,尤其是在CIS芯片,各类传感器应用的芯片,MEMS芯片领域,具有很强的实力。   我们常说的晶圆的应用,并不单单的应用在CPU方面,还有逻辑芯片,存储器,闪存这价格领域。
   日本的传感器,其实就是属于CIS集成电路的一种高端应用。
   大部分熟悉手机摄像头的朋友都知道,目前全球高端摄像头的芯片多数来自于日本的索尼。同时日本还有不少做各类传感器的企业,也都是依托于这一类芯片的应用。
     
   美国对日本发动的“芯片战争”,让日本彻底沦为美国的小弟   日本其实是经受过一次美国发起的芯片战争的。
   1963年,日本电气公司(NEC)自美国仙童半导体获得planar technology的授权,开始了日本半导体技术研究。
   1976年,在日本产经省的主导下,日本的多个大企业参与其中,NEC、三菱、京都电气,东芝共同成立了——“VLSI 技术研究所”。主力向DRAM攻坚,那个时候半导体,还主要是存储器应用天下。在日本的冲击下,DRAM市场价格下降了一倍。英特尔不得不转型,向微处理(CPU)市场冒进的拓展。
   1978年,英特尔就是在日本的打压,真的是无可奈何了,好不容易开发出了i8086,第一款微处理器原型。
   本身日本的芯片工艺,确实要超过美国,欧洲。美国怎么可能放任这么发展下去,然后就开始针对日本的针对性打击!
   1985年,日本DRAM坐拥全球80%市场。(那个时候,晶圆并不是主要是用来做DRAM,不是用来做CPU)。
     
     1985年,美国半导体产业协会开始向美国商务部投诉日本半导体产业不正当竞争,启用了WTO里面的301反倾销条款。(美国惯用的伎俩)
   1985年,美国和日本在经济上签订了《广场协议》,广场协定是一个美元,对日元的战争。直接让日元大幅度贬值。
   大量的日本优质资产,被美国资本收购!
   同时美国要求美国半导体在日本的市场提升到20%-30%,防止出现倾销的情况。在明争暗斗了几年之后,美国强硬的要求日本签订,《日美半导体保障协定》,开放日本半导体产业的知识产权、专利。1991年,日本的统计口径美国已经占到22%,但是美国仍旧认为是20%以下,美国再次强迫日本签订了第二次半导体协议。(引自:35年前美国对日本发动芯片战争,日本坐拥全球80%市场却惨败,半导体设备资讯站)
   所有在美国对日本芯片战争奏效之后,日本彻底服软了。
   日本商业市场,还在想网高端走:软银收购ARM   如今手机市场,以及各类移动电子设备,基本都是基于ARM的架构开发的芯片。ARM原本是英国的芯片企业,软银出资310亿美金收购了ARM。
   这应该算是日本仍然把持着芯片领域的一个高峰吧。
     
     
    综合来说:在芯片市场,真正玩家,只有美国,日本,未来一定会有中国。 
   为什么日本不担心芯片和光刻机的问题?因为日本自己可以制造,其次,没有对美国构成威胁。
   事实上,目前全球可以制造光刻机的国家只有三个:荷兰、中国和日本。  
   荷兰ASML是全球最大的光刻机厂商,在EUV光刻机领域处于垄断地位。ASML一台EUV光刻机售价1.2亿美元,有10万个零配件,大部分零配件需要从美国、日本、德国进口。      
   中国也可以制造光刻机,上海微电子是中国唯一的光刻机厂商,目前可以制造90nm光刻机,24nm也在路上,与ASML相比还有很大差距。      
   日本的尼康和佳能也可以制造光刻机。事实上,在2007年以前,尼康和佳能才是全球光刻机市场的霸主,但是后来被ASML击败。目前,日本光刻机把持着中端市场,高端市场只有ASML一家。      
   
   此外,日本半导体对美国不构成威胁。美国早在上世纪80年代就对日本“下手”了,曾经一度独霸全球的日本半导体被美国一举击败,最后只剩下半导体上游产业把持在日本手中。  
   当然了,美国和日本是同盟关系,日本没有制裁美国的实力,只有美国制裁日本的份儿,在日本半导体产业一举溃败之后,已经对美国没有什么威胁。      
   再者,日本如果需要高端光刻机只需要从荷兰进口即可,这方面对日本并没有限制。日本也不用自己去研发,毕竟市场就那么大,而且ASML已经垄断市场,日本不会傻到这时候再去研发高端光刻机。
   总之,日本不需要担心芯片和光刻机的问题。首先,中低端光刻机,日本自己可以制造,高端光刻机只需要从荷兰进口就行,这方面没有限制。
   为什么日本不担心芯片和光刻机问题?
   因为,我们现在正在遭遇的事情,当年在日本早就发生过了!
     美国强迫日本签署协议限制半导体产业     日美两国签署的广场协议大家都知道,但上世纪80年代中期美国还强迫日本签署了《美日半导体协议》,这份协议直接限制了日本半导体产业对美国出口,并增加100%关税,同时还规定其他国家的半导体产品在日本市场份额得超过20%。
   这一协议直接将当期发展得如期中天的日本半导体产业打残了,当时全球TOP10的半导体公司前三都是日本公司,分布是NEC、东芝、日立,而整个TOP10中日企达到了6家。
   但是,我们现在看看日企中,那还有谁是比较强的半导体公司?没了!唯独就剩个东芝还苟延残喘。也就是说美国在上世纪80年通过强力手段彻底肢解了日本半导体产业,使得对应的日企无法在全球范围内攻城掠地,只能偏安一隅的生存,日本芯片基本处于崩盘状态。
   从此之后美国的半导体产业彻底崛起,诞生了一大波现在大家如雷贯耳的美企,他们的成功很大部分的归功于当年的《美日半导体协议》。此外,韩国部分企业乘势崛起。
     日本另辟蹊径偏安一隅成功     也许有人疑惑,既然美国肢解了日本半导体产业,为何现在的日本半导体看上去还是很强的,这里面的原因也是挺简单的,被美国限制之后日企也是要生存下去的,一些核心领域败下阵来,那就只能转向转型,在美国半导体不参与的地方以及适合发挥自己专长的地方进行猛攻。
   也就是日本现在比较强的半导体材料和部分半导体设备,目前日企在上述占的市场份额较大,10大半导体设备日企占了近一半的份额,等于是从另一层面捏住了很多下游芯片企业的命脉。你看前阶段日韩两国半导体的相互制裁,就是因为日本能在原材料这块掌握有优势地位。
   此外,部分日企也在利用自己的一些优势来进行突破,比如索尼,他们将CMOS作为最优先发展的业务,地位远高于 游戏 、电影等业务,当其他业务不行时更是不断加大这块的研发投入,为了提高技术壁垒还收购晶圆厂自行设计传感器的制造。
     日本光刻机暂处于中端地位     最后这里再提提日企的光刻机,日本是有自己的光刻机制造企业,也就是尼康和佳能两家,这两家为人所熟知是因为相机。但是很多人可能不知道相机领域涉及的光学技术正好是光刻机所需要的。
   也因为如此,这两家企业都曾经拥有自己的光刻机技术,但是在和荷兰ASML的竞争中已经落败下来,目前他们量产的机型只能算是中端光刻机。对这两家企业来说,光刻机领域的下坡路不可避免,未来或许他们还将落后下去,会被我们超过。
    Lscssh 科技 官观点: 
   说了那么多,总结下!日本的芯片产业早在30年前就已经被美国摧毁,所以美国人自然是不担心的,而无法威胁到美国半导体产业的日本自然也不担心买不到,美国会顺畅的给他供货。同时,由于芯片产业被扼杀,日本只能另辟蹊径走另外的一条路,最终在半导体材料和设备制造取得了一定的成绩。
       
     
   
   日本自己就可以生产光刻机,日本的尼康和佳能以前造光刻机也非常厉害,只不过后来被荷兰阿斯麦尔公司给超越了,徒弟超越了师傅,现在占到了市场的80% 以上,几乎快把师傅给逼上绝路了,但是瘦死的骆驼比马大啊,日本的光刻机技术基础是有的,技术是有的,根本不用担心什么。
   我们中国一定要争气啊,早日早出来属于自己的光刻机和芯片,全球高端产业,也就是芯片技术是最后未被我们攻克的阵地了,相信只要我们掌握了这项技术,很快芯片就会变成白菜价。
   虽说目前顶级的光刻机制造公司在荷兰,但是这不代表荷兰掌握着所有关键零部件,其实日本在芯片和光刻领域仍然占有十足的份量,尤其是在原材料方面,在整个半导体领域的19种关键材料中,有14种日本的产能是占了全球50%以上的,也就是说如果缺少日本生产的关键原材料,荷兰的顶级光刻机也很难造出来,比如去年的光刻胶事件,韩国即使芯片半导体技术再牛,一旦被日本卡住关键材料就麻烦了。
   日本的芯片技术在多年前也是很厉害的,但是后来因为美国的打压,还有韩国三星的崛起,所以日本的半导体技术落在了后面,不过瘦死的骆驼比马大,日本仍然拥有一定的芯片制造能力,而且得益于接近垄断的关键原材料,所以日本丝毫不担心缺失芯片和光刻机制造的问题,花钱买就是了,毕竟三星和其它半导体企业也十分害怕日本断供。
   包括国内的中芯国际,虽说尽量减少了对美国技术的依赖,但是在半导体材料方面,仍然非常依赖日本,很多原材料都从日本进口的,一旦日本不出口了,也是会面临非常多的麻烦。不过按照目前的发展态势,中国的芯片制造能力超越日本不是问题,至于原材料供应,这其实就是一个国际化分工的问题,毕竟一个国家不可能完全掌握所有的供应链。
   因为日本不用担心了,日本半导体产业基本全军覆没了。高端光刻机用不上,日本担心什么?
   日本自己有28纳米的光刻机,有极紫外光源。但是这些都用不上,没有像intel,三星,台积电那样的半导体制造企业。也没有像海思,高通,联发科,展锐,AMD,NVIDIA那样的芯片设计企业。
   做做液晶面板,滤波器件,图像传感器,28纳米光刻机足够了。28纳米最低能做7纳米芯片,日本有28纳米光刻机,还担心什么?
   我们今年能够突破28纳米光刻机,如果我们不做手机SOC芯片,我们也不必担心了。但我们没有理由放弃手机芯片,所以我们必须要突破极紫外光刻机,在突破之前,我们自然是担心。

5. 中国的光刻机达到了世界先进水平,但为何生产高端芯片依然困难重重?

 018年12月,中微半导体设备(上海)有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证,性能优良,将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米,相当于头发丝直径(约为0.1毫米)的二万分之一,将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产,预计2020年量产。
▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳,等离子蚀刻步骤会增加三倍
刻蚀机是芯片制造的关键设备之一,曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示,中微与科林研发(Lam Research)、应用材料(Applied Materials)、东京威力科创(Tokyo Electron Limited)、日立全球先端科技 (Hitachi High-Technologies) 4家美日企业,组成了国际第一梯队,为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机,预计能获得比7纳米更大的市场份额。
中科院SP超分辨光刻机
提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平,应该是指2018年11月29日通过验收的,由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。
该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体(surfaceplasma,SP)超分辨光刻装备。

▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机
该光刻机在365纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10nm级别的芯片。

▲中科院研发的光刻机镜头
目前这个装备已制备出一系列纳米功能器件,包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等,也就是说,目前主要是一些光学等领域的器件。验证了该装备纳米功能器件加工能力,已达到实用化水平。

▲中科院SP光刻机加工的样品
然而,此次验收合格的中科院光电技术研究所的这台表面等离子超衍射光刻机(SP光刻机)的加工精度与ASML的光刻机没法比。没法用于刻几十纳米级的芯片,至少以现在的技术不能。
据光电所专家称,该所研制成功的这种SP光刻机用于芯片制造上还需要攻克一系列的技术难题,目前距离还很遥远。也就是说中科院研制的这种光刻机不能(像一些网媒说的)用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景,很经济。
总之,中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事,说前者弯道超车,就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。
显然,中科院研制成功的这台“超分辨光刻装备”并不能说明我国在市场主流的的光刻机研制方面已经达到了世界先进水平,那么现阶段我国的光刻机的真实水平又是怎样的呢?且看以下对比。

中国的光刻机达到了世界先进水平,但为何生产高端芯片依然困难重重?

6. 我们造不出顶级的芯片,是不是因为我们造不出顶级光刻机?

最近华为的问题,再次被搬上舞台。许多人再次关注这个话题的同时,都为华为的艰难处境所感到焦虑。如果芯片问题始终无法得到解决,或许未来的华为在存货耗尽的时候,将很难继续维持产品竞争能力。虽然我们一再强调,华为或许可以通过国人的支持,能够在一段时间保持热度不减。但是谁也无法保障,华为这样靠国人撑国货的思路,能不能撑到芯片水准走上尖端的那一天。很多人提出疑惑,是不是因为造不出光刻机,所以我们造不出顶级的芯片?

1、 中国真实的处境
实际上,这样的说法存在一定的偏差,但是也有一定的道理。我们能够肯定的一点是,如果中国具备顶级的光刻机,实际上造成顶级芯片的难度仍旧很大。电子行业,并非只是一个单一的科技树,他需要众多的行业协作发展。保持高竞争力的同时,才能够让一块小小的芯片迸发出无限的能力。
 
而中国和世界的潮流,实际上早已经拉开很大的差距。1957年世界第一个硅晶体管诞生,世界正式向电子领域迈出坚定的一步。而此时的中国,最重要的不是去追别人的尖端技术,而是要解决众多的人口吃饭问题。温饱和科技摆在领导人的面前,首先要保障的是人们能吃上饭。也正是因为为了民生的举动,导致中国在芯片领域的发展错过良好的机会。
 
2、 中国的科研困境
很多人认为,也许是不是一台光刻机就能改变困境。但是除去我们说到的整个生态链之外,实际上还有更为重要的东西在里面。首先便是环境,要想诞生出一个尖端技术的出现,和国家内部的活跃气氛密不可分。首先要明确一点,任何一颗种子的出现,都是因为有相适应的土壤来养育。

中国真正满足科研技术发展,并且全民形成良好的高新技术追求,实际上是进入到21世纪之后才逐渐开始显现。在这之前,中国大部分都在沿着别人走过的路,做一些曾经别人剩下的事情。如果这个时候告诉社会,要举国之力投入上亿美元研究大猩猩如何学数字。饭都吃不饱的人们,第一个就会起来反对国家的荒唐。
 
3、 管中窥豹看待世界
实际上,有人会问出光刻机振兴芯片的事情,并不是让人感到意外的一个决定。但是一个半导体生产设备,实际上只是集成电路的总工业链接一点。如果我们在把这个思路放大,看待整个芯片制造我们就能够发现,要做好这个产业本身,实际上要做的是整个体系的全覆盖。在全球化的今天,要做到这些实际上很不靠谱。’

现代科技发展到现在,实际上已经非常强调全球化的协作。中国无法封上大门全全包揽,世界也无法把一个产业独占到所有。中国要做的是,将产业动能化作为高新技术行业。作为头部掌管全局,才能够得到良好的发展,产出让人满意的芯片。

7. 世界上有企业能做生产芯片的光刻机吗?这项技术有多难?

世界上制造光刻机技术最为先进的应该是荷兰,荷兰现在疫情闹得挺严重的,俄罗斯曾经给出一个神助攻督促,或者说给荷兰建议用荷兰的供货机换我们的口罩,因为现在医疗资源非常紧张,尤其是口罩和防护服。我们国家在光科技的研究制造方面和世界一流水平还有差距,我们不断的和全球做生意,有了经济交流,自然清楚其他国家处在一个什么样的水平大型的光客机精度够高的,光客机对我们国家的科技进步是产生决定性的作用的,比如说我们现在手机电脑所使用的芯片,我们的手机芯片是使用8毫米的还是6毫米的还是5毫米的,很大程度上取决于光刻机到底有多先进,而我们没有精度特别高的工作机,所以我们的自主芯片有难度。有很多企业是可以自己制造光刻机的,光刻机要说简单也简单,说难也难,如果说精度要求不是特别高的话,我们国家自己制造的,其实也没有问题,但是要求足够高的精度那就有问题了,因为掌握这些顶级技术的国家就那么几个,而且那些国家他们都形成了一个内部的联盟,这些技术不对外出口,他们内部封闭,我们连相应的研究资料以及设备都买不到,有钱也买不到,所以这是没有办法的事情,我们就得不断去提高自己的自主创新能力,自己去解决这个问题,毕竟靠别人永远不如靠自己。研究这个东西,当然不是个体企业的资金所能够支持的,有很多世界上能够制造高级光客机,也就是那些顶尖技术的光客机的企业都是有国家支持的,有他们的国家级拨给他们相应的资金,政策,让他们有更多的研发空间,能够去不断提高自主的创新能力,在世界范围内占有一席之地,对于提升综合国力,提升国家地位有着非常大的作用。

世界上有企业能做生产芯片的光刻机吗?这项技术有多难?

8. 光刻机只有中国能造吗?

全世界只有中国、日本、荷兰可以制造光刻机,日本的代表企业是尼康、佳能,曾经的光刻机“王者”,后来被荷兰ASML反超后就一蹶不振了,而中国也可以制造光刻机,只是达不到顶尖光刻机的精细程度。
目前,荷兰ASML一家公司几乎垄断了全球的高端光刻机市场,主要是EUV光刻机,造价极高,暂时没有一家竞争企业可以与之匹敌,每年稳定向大客户供货。

光刻机的分类
光刻机一般根据操作的简便性分为三种,手动、半自动、全自动。
1、手动:指的是对准的调节方式,是通过手调旋钮改变它的X轴,Y轴和thita角度来完成对准,对准精度可想而知不高了。
2、半自动:指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐。
3、自动:指的是从基板的上载下载,曝光时长和循环都是通过程序控制,自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。