这台超级设备能改变中国芯的命运吗-.doc

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1、这台超级设备能改变中国芯的命运吗?据多家媒体证实，长江存储从荷兰阿斯麦（ASML）公司订购的一台光刻机已抵达武汉。这台光刻机价值价值7200万美元，约合人民币4.6亿元。另据媒体报道，中芯国际在中兴事件之后也向该公司下单了一台光刻机，这台名为EUV（极紫外线）光刻机更是身价不菲，价值1.2亿美元，交货日期尚不确定。价值几个亿的光刻机是什么？半导体芯片生产主要分为IC设计、IC制造、IC封测三大环节。IC设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定，并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。IC制造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功能，包括光刻、

2、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。IC这台超级设备能改变中国芯的命运吗?据多家媒体证实，长江存储从荷兰阿斯麦（ASML）公司订购的一台光刻机已抵达武汉。这台光刻机价值价值7200万美元，约合人民币4.6亿元。另据媒体报道，中芯国际在中兴事件之后也向该公司下单了一台光刻机，这台名为EUV（极紫外线）光刻机更是身价不菲，价值1.2亿美元，交货日期尚不确定。价值几个亿的光刻机是什么？半导体芯片生产主要分为IC设计、IC制造、IC封测三大环节。IC设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定，并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。IC制造实现芯片电路图从掩

3、模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功能，包括光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。IC封测完成对芯片的封装和性能、功能测试，是产品交付前的最后工序。芯片制造核心工艺主要设备全景图光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上，这一过程通过光刻来实现，光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行20-30次的光刻，耗时占到IC生产环节的50%左右，占芯片生产成本的1/3，因此光刻机成为芯片制造的核心设备之一。光刻机按照用途可以分为好几种：有用于生产芯片

4、的光刻机；有用于封装的光刻机；还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口，长江存储和中芯国际订购的光刻机就是用来生产芯片的。光刻机工作原理光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，不同光刻机的成像比例不同，有5:1，也有4:1。然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图（即芯片）。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次

5、光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。现在先进的芯片有30多层。上图是一张光刻机的简易工作原理图。下面，简单介绍一下图中各设备的作用。测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

6、掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、notch。内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。ASML

7、的光刻机动辄几个亿，能不能不从他家买呢？在高端光刻机上，除了龙头老大ASML，尼康和佳能也曾做过光刻机。尼康现在之所以还算一家半导体设备供应商，那是因为尼康的屏幕面板光刻机业务还在正常运营。以前尼康也卖过一些光刻机给intel，可是现在先进制程设备采购上，intel看不上尼康的光刻机，想扶一把也没用。现在尼康精机部门就是靠着面板光刻机撑着，毛利润时而有，时而无，亏损是常事，某个季度一旦扭亏，尼康精机就会显示为业绩增长百分之好几百。尼康最新的Ar-Fimmersion630卖价还不到ASMLAr-Fimmersion1980Di平均售价的一半，更别说和