导读 目前7纳米芯片是最先进的工艺,产能有限,只有少数厂商拿得到货使用在旗舰机型上,主要还是由于工艺复杂,产能不足造成的,生产7纳米芯片主

目前7纳米芯片是最先进的工艺,产能有限,只有少数厂商拿得到货使用在旗舰机型上,主要还是由于工艺复杂,产能不足造成的,生产7纳米芯片主要的机器是ASML光刻机,那就来了解一下它的生产原理和产能。

光刻机设备主是是荷兰ASML公司制造

全球生产光刻机的设备少之又少,占主流还是荷兰的ASML公司,光刻机的制造非常的复杂,需要大量的研发人员,一台机器的造价就达到了上亿美元,而且需要提前预订,主要是供给了三星和台积电这两家芯片制造企业。

光刻机的生产原理

光刻机在加工芯片的过程中,通过光源,形状控制的方法,将光束射过线路图,处理好光学误差,再将线路图的比例缩小,用化学的方法将电路图刻在硅片上。在晶圆上开出各种微小的空间注入离子,生成PN节,构建千千万万的元器件,这些工艺流程完成后,在一个晶圆上才能形成芯片的原型,还要经过切割、封装、套入管脚,测试等这些流程,才能完成最终的芯片。

ASML 7纳米光刻机的月产能大约1.6万片左右

因为7nm的芯片的体积更小,要将千千万万的晶体管刻在这么小的晶元上,难度要比其它的芯片大得多, 如果在常规的设置状态下,EUV光刻机的工作效率会达到70WPH,但在生产中,实际效率只有50%,7nm芯片工艺难度增加,良率不高,算一下大约每天只能加工640片晶圆,月产能也就1.6万片左右。

7纳米芯片已经量产了有一段时间,由于工艺的特殊性,芯片制造商产能超负荷运转也无法满足市场需求, 导致很多厂商的产品跳票,影响销售。它们也在积极的改进生产工艺流程,提升产能,争取在第三季度满足iPhone和华为的芯片订单。


2018年全年,ASML生产了18台光刻机,2019年将生产30台,其中18台已经被台积电购买,我国大陆的中芯国际有1台。

ASML垄断了光刻机市场

ASML(阿斯麦)是荷兰一家非常低调的大佬级企业,主营光刻机,尤其是芯片级的EUV(极紫外光刻机),只有ASML能够生产7nm的UEV光刻机,垄断了全球80%的光刻机市场。

ASML的光刻机非常昂贵,单台售价高达1.2亿美元,关键是产量有限,需要提前预定,EUV光刻机包含了5万多个零件,从下单到正式交货,需要21个月。2017年是中芯国际成功预定一台7nm的EUV光刻机,预计今年能够成为到货。

为什么中国大陆很难购买?

我国为了能够购买一台先进的ASML光刻机,可以说是费尽周折,即便有钱也很难购买,为什么呢?

原因1:ASML独特的合作模式

ASML有一个非常奇特的规定,只有投资了ASML,才能获得优先供货权,也就是所谓的“抱团”,这种合作模式给ASML提供了大量的资金,包括英特尔、三星、台积电、海力士等在ASML中都有可观的股份,也可以说全球大半个半导体行业都是ASML的合作伙伴。这也就能够解释为什么台积电能够优先购买EUV光刻机,而且一买就是18台,而我国大陆排队两年,还没等到最新的7nm EUV光刻机。

原因2:《瓦森纳协定》禁运

《瓦森纳协定》又称为瓦森纳安排机制,由美国、日本、英国、荷兰等40个成员国,限制向某些国家出口敏感产品和技术许可,这个“安排机制”受到了美国的控制,而被禁运的名单中就包括我国大陆。如捷克拟向我国出口“无源雷达设备”时,就遭到了美国向捷克施压,被迫停止了交易。

根据瓦森纳的协定,要求满足国外和国内技术相差1.5倍,才可以解除禁运。AMSL向我国开放7nm EUV光刻机时,ASML已将在生产5nm光刻机了,我国的半导体制造工艺仍然落后一代以上。

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我们知道,在制造半导体芯片的过程中,离不开光刻机设备。目前,在全球光刻机市场上,光刻机大厂ASML的市占率已达80%左右,而目前我们国家还不具备生产同类同性能的生产能力。

目前如果单纯讲ASML7纳米制程工艺的光刻机,全球每年至目前不超过30台。可以看到ASML2017年出货了11台,计划2018提供20台,2019预提升到30台,2020年预计提升到40台,同时2018年年底ASML发生相关火灾,可能预计会影响2019年出货,也就是说2019年肯定最多不会超过30台。

我们都知道,就光刻机而言,目前ASML处于相对垄断地位,世界主流芯片制造商台积电三星英特尔都采用其设备。目前,一台ASML EUV 7nm 最新型号的光刻机售价达到1.2亿美元,约8亿人民币,且为订单生产,全世界都在抢,也并不是想买就能买到,就如中国,至目前还没有一台提供。而ASML也是西方国家集体的产物,也不是荷兰一个国家就能做出来,其超过90%的零配件都是向外采购的,尤其在光源和镜头这些零配件的产能上跟不上生产,因为高端精密镜头这些都是完全纯手工制作。

这大致就是机器本身的生产量,稳定的生产产能是保持在约1.5-2台/每月之间,2019能否完成30台现在很难确定。另外一方面,从ASML光刻机雕刻能力来说,一台ASML EUV 7nm每小时理论雕刻能力为155片左右,具体晶圆的尺寸还要根据实际来具体说。


不足一台,一年10台的量。德国莱卡还是蔡司的超高精度光学镜片,年产量有限,全人工打磨。


只要搞一台过来中国就能超越他。


中国有一台够了,有一台就可以制造第二台来了。


大概600片,你不知道台积电有一万台光刻机吗?了解下ASML光刻鸡的饥饿营销


中国学会了就是白菜价,跟电脑刻录机一样。


等降价到时买一台搞微雕,刻印章用。