当前,除了台积电以外,仅有三星具备成熟的7nm制程工艺,IBM日前发布的新款CPU POWER10即采用三星代工的7nm技术。
制约7nm及其以下更先进制程的关键问题之一,即是此次在台积电10亿颗7nm芯片量产过程中立了大功的EUV光刻技术。
研究资料显示,光刻机是实现光刻工艺的关键设备,光刻机将掩膜版上的电路结构图复制到硅片上,启动芯片生产。而光刻机设备是所有半导体设备中复杂度最高、精度最高、单台价格最高的设备。
EUV光刻机是目前最先进的光刻机,采用EUV光源,使用的光波波长只有13.5nm,NA(数值孔径)为0.33,目前全球只有ASML能生产EUV光刻机,售价高达1.2亿美元。格芯首席技术官Gary Patton曾表示,如果在5nm的时候没有使用EUV光刻机,那么光刻的步骤将会超过100步。
在7nm技术上,台积电此前曾使用氟化氩来代替EUV完成了7nm工艺,但在产品生产周期、光学邻近效应矫正的复杂程度、工艺控制、良率等方面,相较使用EUV都有所不如。而在5nm或更先进的工艺领域中,EUV设备更被认为是不可或缺的。
西南证券分析师倪正洋6月17日报告指出,高端光刻机的突破需要物镜、光源、浸没式系统等核心组件和光刻胶、光刻气、光罩、涂胶显影设备、检测设备等诸多配套设施的协同发展。国内方面,在“02 专项”的大力支持下,近年来光刻产业链快速发展。
据上述报告整理,国科精密、启尔机电、华卓精科在物镜、浸没式系统和双工作台上通过02专项验收,福晶科技部分产品供货ASML。配套设施方面,华特气体、凯美特气实现光刻气突破,南大光电、晶瑞股份、雅克科技等纷纷布局中高端光刻胶及辅材,清溢光电,菲利华打破光罩领域国外垄断,精测电子、睿励科学、赛腾股份实现晶圆前道检测设备国产替代,芯源微涂胶显影设备入驻长江存储、华力等先进晶圆厂。在国内光刻产业链不断完善和突破下,预计上海微电子90nm以内的下一代光刻机突破在即。