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光刻机是干什么用的(给图纸你们)

芯片作为当今时代必不可少的光刻产物,我们更是机干因造不出高端芯片而被西方“卡脖子”。

全球晶圆代工厂巨头台积电创始人张忠谋甚至说过:中国大陆动用全国上下的什用力量,也造不出高端芯片;

ASML高管讽刺:就算给中国图纸,图纸他们也造不出来高端光刻机。光刻

我们的机干短板如此明显,甚至被别人冷嘲热讽,什用我们连“两弹一星”都能造出来,图纸为何就被这小小的光刻芯片难住了,这背后透露出一个疑问:造芯片真的机干这么难吗?

其实当初ASML高管讽刺的一点都没错,就算给我们图纸,什用我们也造不出来光刻机,图纸这并不是光刻说危言耸听,而是机干事实上正是如此。

芯片半导体产业,什用并不同于以往的传统行业,更不像是修桥补路那样,砸点钱进去就能够造出芯片来,这背后需要的工序,人才,物料可是相当复杂。

就那全球光刻机巨头ASML来说,它占据了全球90%的市场份额。但这背后依然需要靠老美的核心技术去支撑。

因为仅仅做一台光刻机,背后就需要用到10多万的零部件,需要来自全球的5000多家供应商合作才能实现,而这里边的大部分供应商都来自美国。所以仅仅是砸钱进去,根本造不出芯片来,还需要投入大量的人才。

造芯片的难度在哪?

之所以ASML放出如此高傲的话语,这背也是证实了一个点,造芯片并不简单!

如果用造芯片与做家常菜来做比较的话,那么我国如今的局面就相当于从种水稻开始,相信如今没有人做一顿饭会从种水稻开始吧?同样,没有人造芯片会从挖沙子开始。

所以造芯片跟做饭一个道理,是一条相当长的产业链,从前到后都体现了这是个高度融合互通的时代,但既然今天我们没西方卡脖子了,也让我们明白了,尽管需要从挖沙子开始,我们也要去干,因为现代人不干这件事,就需要下代人去干,总得有人要干。

为什么造芯片需要大量人才投入?

因为造芯片的工序繁琐,流程复杂,这里面需要用到芯片架构工程师,逻辑师,电路工程师去实现芯片的电路设计图,这设计图就相当于建房子的平面图,能够看出来每一个房间是干嘛用的。

其次图纸画完后,就需要交给光刻工程师去造成版图,版图就相当于给“包工头”看的施工图,让他看清楚哪些地方需要铺地砖,哪些地方需要装门窗,需要改造。

施工图实现之后就是开始植入电脑中的自动化工具,把这些版图变成上百平方米面积的掩膜版,在电脑上完成检查,分析无误之后,就需要用到光刻机了。

光刻机通过光源去把这上百平方米面积的掩膜版一点点准确雕刻在晶圆上,然后利用金刚石刀片去把晶圆切成芯片。

这背后需要用到的工序和人才已经省略了非常多步骤,只因为篇幅有限,“简单粗暴”给大家讲解一下而已。同时造芯片还需要消耗巨大的电力和水资源。

因为光刻机的极紫外光需要保持在真空中的能量不会耗损,因此这样反复多次反射,能力相率会衰减到0.02%的效率迅速,以至于一天光源的工作就会消耗3万度电,同时为了保持真空和大量能量仪的消耗,一天的光刻机的耗电量相当于一座小型城镇的用电量。

而且对水资源消耗更为巨大。就比如台积电,作为全球第一的晶圆代工厂,每年用掉的水资源接近台湾的三分之一,以至于台积电的存在,导致台湾水资源非常紧缺。

这也是为何台积电开始在全球各地建立工厂的原因,毕竟台湾这么一个小地方并不能让台积电消耗下去。

造芯片难度大,但我们依旧在努力

强如ASML,也离不开全球各地的供应链给它帮助。

因为ASML先后就跟硅谷集团、西盟科技、德国蔡司集团等等巨头企业建立了精密的合作关系,同时对于那些核心设备厂商,ASML不惜以入股的方式进入,就是为了保证自己不会被“断供”。

说了来到今天,如果ASML不卖给我们光刻机,基本上没有人能够卖给我们,因为涉及到生产光刻机的零部件,都已经被ASML“垄断”了。

当然了,尽管ASML如此强大,但并不代表这些问题不能解决,正如前面说到的,就算从挖沙子开始,我们也要走出这一步。或许如比亚迪创始人王传福所说的:芯片是人造的,又不是神造的。

从光刻机当年的成立,发展到今天,我们也得出一点经验,就是坚持自主研发,加大与外部合作,师夷长技以制夷才是硬道理。

今天的光刻机领域,说白了就是数理化领域,只要我们加大力度培养这些领域的人才,加强该领域的人才培养和待遇。同时还要营造良好的学术氛围和科研环境,把“梧桐树”塑造好,自然就能吸引更多的金凤凰进来。

大禹治水,愚公移山都能证明没有什么困难能阻挡我们中国人前进,只要我们加大力度投入自主研发,谨记创新精神,咬定青山不放松,我相信在不久的将来,我们一定能够突破芯片光刻机难题。

今天的“星辰大海”我们都能够实现,中国空间站,下潜海底万米的蛟龙号,都是经过我们不断努力才得以实现的。

所以在今天的光刻机上,我们一样能够实现,只是时间问题罢了!这一颗小小的芯片,难不倒我们!