中國受限於美國對半導體產業實施出口管制,現正加快研發本土製造的極紫外光微影(EUV)曝光機,但被專家唱衰,指中國想要把早期原型機轉化為量產系統,10年內恐做不到。
據悉,中國透過對荷蘭半導體設備製造商艾司摩爾(ASML)舊機器進行逆向工程,製造出一台EUV原型機,目標是2028年前開始量產。據南韓媒體《韓國先驅報》(Korea Herald)報導,儘管原型機在實驗室的演示結果顯示有可行性,但業界人士透露,跨入商業規模生產所必須填補的差距,比想像複雜許多。
南韓漢陽大學( Hanyang University)材料科學教授Ahn Jin-ho表示,對中國而言,自主研發的EUV系統雖然能進行一次性的演示,但要在10年內開發出大規模生產系統卻是不可能的事。
專家:中國2028年量產本土EUV不可能
Ahn Jin-ho對中國2028年量產EUV機器的目標高度質疑,他說就連尼康(Nikon)和佳能(Canon)這兩家長期主導光刻技術的巨擘,也始終無法開發出EUV系統,由此可見這項技術並非蠻力可以輕易攻克。
他還表示,即使EUV系統唯一的供應商艾司摩爾也是耗費數十年研發,並且依賴一個緊密的協作生態系統,包括來自蔡司(Carl Zeiss)的精密光學元件和專門的光源技術。
光學系統是最大的挑戰之一,其設計和製造都需要相當高的精度,同樣重要的還有整個生態系統的整合,包括光罩、護膜和光阻劑等,所有這些都必須與設備無縫協作。
Ahn Jin-ho解釋,要達到這樣的優化水準,從粒子控制到管理EUV系統內部的氫氣環境,估計需要累計數十年的經驗。
中國半導體仰賴仰賴DUV,財務壓力沉重
中國無法取得尖端EUV技術,目前為止只能依賴深紫外光微影(DUV)設備,透過重複光刻圖案的步驟,才能達到EUV技術的效果,相較之下成本更高、效率更低。
在台積電和三星電子(Samsung Electronics)相繼跨入更先進2奈米製程之際,中國半導體產業發展卻因為僅能依賴DUV技術而受到限制,中國官方為此推行一項由政府支持的EUV研發計畫(被稱為中國版「曼哈頓計畫」),除了加大投資之外,據悉還招募艾司摩爾前工程師,寄望從他們身上取得所需技術。
南韓半導體產業協會(Korea Semiconductor Industry Association)主任Ahn Ki-hyn解釋,在7奈米以下製程節點,EUV技術幾乎是不可或缺,假使中國真的成功實現EUV國產化,整個晶片產業可能大洗牌,但在可預見的未來不可能出現這樣情景。
中國現在利用較舊的微影設備和氟化氫(ArF)光刻技術,以重複曝光的方式製造晶片,聲稱已經具備製造3奈米製程的實力,但目前大多數生產線仍停留在7奈米左右。
現行的製造方式代價不斐,由於多次光刻會產生更多的成本,長江存儲、中芯國際和長鑫存儲的面臨越來越重的財政壓力。
業界人士表示,在製造業,成本和利潤是關鍵,如果需要多次曝光,才能達到EUV一次曝光的效果,那麼經濟效益就無法支撐。