光刻機受制于人：有技術也生產不出芯片，華為EUV掃描儀專利有用？

光刻機是芯片制造中使用的最復雜和最昂貴的機器之一。它們在紫外光譜中產生穩定的光束并過濾光線，直到它類似于微處理器平面圖的倒數。他們將光聚焦并指向光敏晶圓，精度達到幾十納米，從而繪制出平面圖。

華為已提交了一項涵蓋極紫外（EUV）光刻掃描儀的專利申請，解決了芯片制造最后一步由極紫外光的微小波長引起的問題。

該專利提供了一種光刻裝置，通過不斷改變相干光形成的干涉圖樣，使得照明視場在曝光時間內的積累光強均勻化，從而達到勻光的目的，繼而也就解決了相關技術中因相干光形成固定的干涉圖樣而無法勻光的問題。

如果華為制造出這樣的掃描儀并能實現不錯的生產力，運行時間和產量都達到標準，中國芯片制造商就可以生產采用7納米以下技術的芯片。現在唯一的問題是這一專利什么時候才能實現。


受制于人的光刻機

眾所周知，華為是最先開始推進5G網絡的，但是由于種種原因，最先提出5G的廠商，依舊只能以發布過4G手機為主，究竟是什么原因呢？其實很多小伙伴都知道，最主要的原因就是5G的芯片，那么制作5G芯片最核心的一個東西叫做光刻機，但是光刻機的核心技術又掌握在荷蘭，所以導致華為沒有了5G。

很多小伙伴會說，我們為什么不從荷蘭買光刻機，這樣我們就可以制作5G芯片了啊。小超說一下，首先我們拋開光刻機的價格不談，畢竟從荷蘭引進一臺光刻機要1.5億美元，約合人民幣近10億元。其次是光刻機的運輸非常復雜，由于新一代EUV光刻機技術更為先進，體積自然也更大，大約有一輛公共汽車那么大。整個機器包含10萬個部件和2公里長的電纜。每臺機器發貨需要40個集裝箱、3架貨機或者20輛卡車。所以運輸起來是十分麻煩的。

其實以上2點都不是最重要的，最重要的是什么呢？當然是因為荷蘭受制于美國，所以，多少錢，我們也買不到。為什么美國會這么極力阻止荷蘭賣給我們光刻機呢？原因很簡單，畢竟中國目前發展的十分迅速，一旦賣給我們，憑借著我們的學習能力，很快就可以研究明白光刻機的制作方法以及制作芯片的原理，一旦我們研究成功了，那勢必會打破美國的壟斷，所以美國不會讓這種事情發生的。

還有小伙伴會說，那我們國家不是也有光刻機么？是的沒錯我們有光刻機，但是小超要說一下，國產的光刻機可以做到28nm，最多也只能生產14nm，要知道，目前的5G芯片，舉個例子驍龍8也好驍龍8+也好都是4nm工藝的芯片啊，很快就會朝著3nm去研發了，那么小伙伴們還覺得中國的14nm芯片夠用么？答案很明顯是不夠用的。


該專利或可實現芯片7納米生產

華為的專利是11月中旬向中國國家知識產權局申請的，內容是EUV掃描儀及其關鍵部件，專利申請號為202110524685X。

該專利申請似乎涵蓋了EUV掃描儀的所有關鍵組件，包括13.5 nm EUV光發生器（光源），一組反射鏡，光刻系統和“控制管理技術”。

華為為 EUV 光刻系統中使用的一種組件申請了專利，該系統需要在亞 10 納米節點上制造高端處理器。

它解決了紫外線產生的干涉圖案問題，也解決了相干光因形成固定的干涉圖樣而無法勻光的問題，也是 EUV 光刻常見問題。

申請專利并不等于能夠制造EUV掃描儀，EUV掃描儀是一臺高度復雜的機器，具有許多最先進的組件，必須能長時間完美協同工作。

此外，即使手頭有EUV工具，芯片制造商仍然必須為掩模、抗蝕劑和大批量生產所需的許多其他東西找到合適的薄膜。

數值孔徑為0.33的EUV掃描儀是當今半導體生產工具的巔峰之作。許多公司試圖開發這樣的工具，但只有ASML在經過十多年的開發并在英特爾，三星和臺積電的財政支持下才取得了成功。

如今，三星、SK海力士和臺積電都在積極使用ASML的EUV工具，但英特爾尚未開始使用這些工具進行大批量生產芯片。只有這五家公司已經開發（或計劃開發）足夠復雜的工藝技術，以利用EUV光刻機。

與此同時，由于貿易限令，總部位于中國的中芯國際無法獲得過去采購的EUV工具來開發自己的基于EUV的制造工藝。所以說，中國存在對EUV掃描儀的需求，華為也渴望解決這個問題。

像華為這樣的中國公司以前能夠將他們的設計發送到像臺積電這樣的晶圓廠，以使用 EUV 光刻進行制造。但自從美國對中國實施制裁以來，這種可能性越來越小。

華為需要訪問使用 EUV 光刻的高級節點，以繼續改進其定制處理器，這些處理器面向從智能手機到數據中心的所有領域。

它在制造自己的 EUV 系統之前還有很長的路要走。作為一家世界級高科技企業集團，華為追求不同的目標，開發許多技術。華為的研究不僅限于芯片生產，還包括建造晶圓廠設備。


EUV光刻機有多難？

EUV 光刻系統目前由荷蘭公司 ASML 獨家制造。EUV 光刻依賴于與舊形式光刻相同的原理，但使用波長約為 13.5 nm 的光，這幾乎是 X 射線。

ASML 從直徑約 25 微米的快速移動的熔融錫液滴中產生紫外線。ASML解釋“當液體下落時，首先受到低強度激光脈沖的撞擊，將它們壓扁成煎餅形狀。

然后更強大的激光脈沖將壓平的液滴汽化，產生等離子體，發射極紫外光。產生足夠的光來制造微芯片，這個過程每秒重復 50,000 次。”

一臺EUV光刻機重達180噸，超過10萬個零件，需要40個集裝箱運輸，集合了光學，有機化學、儀器儀表、機械設備、自動化技術、圖像識別技術行業等多行業的頂級技術，僅安裝調試就要超過一年時間，每年停修時間不超過3%。

ASML 需要超過 60 億歐元和 17 年的時間來開發第一批可以銷售的 EUV 光刻機。

數值孔徑為0.33的EUV掃描儀是當今半導體生產工具的巔峰之作。許多公司試圖開發這樣的工具，但只有ASML在經過十多年的開發并在英特爾，三星和臺積電的財政支持下取得了成功。如今，三星、SK海力士和臺積電都在積極使用ASML的EUV工具，但英特爾尚未開始使用這些工具進行大批量生產芯片。

目前，只有英特爾，美光，三星，SK海力士和臺積電使用或計劃使用EUV掃描儀。此外，只有這五家公司已經開發（或計劃開發）足夠復雜的工藝技術，以利用EUV掃描儀。與此同時，由于瓦森納協議的規定，中芯國際無法獲得已經采購的EUV工具來開發自己的基于EUV的制造工藝。因此，很明顯，中國可能存在對EUV掃描儀的需求，顯然，華為希望解決這個問題。