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由于瓦森納協定限制,中國只能購買五年前的設備,如果拿到的是是技術落后五年的設備,想要制造先進芯片就是做夢。
全球瓦森納協定一共有五大半導體設備制造商:
1.韓國am公司,前身是阿爾法精工株式會社,全球領先的半導體、平板顯示和太陽能光伏行業精密材料工程解決方案供應商,是韓國高精度機械設備的領導者,產品應用于工件的精磨、研磨、切割、和拋光,保持著低故障率和易維護性。
2.荷蘭asml高端光刻機制造商,集合近乎完美的德國機械工藝以及世界頂級光學廠商德國蔡司鏡頭,再加上美國提供的光源,asml迅速發展,高端光刻機市場基本被壟斷,為半導體生產商提供光刻機及相關服務,在極紫外光(euv)領域,目前處于壟斷地位,曾經一臺高端設備賣到了5億歐元,而且有錢都要排隊到十年后。
3.lam research,電漿蝕刻設備商,主要設計、制造、銷售、維修及服務使用于積體電路制造的半導體處理設備,包括客戶服務、備用零件的供應、產品升級、產品蝕刻、沉積、去除光阻及清潔等服務,并還制造、銷售一系列的研磨、疊置及精密拋光等設備。
4.kla-tencor,圖案光罩檢測的主要供應商,為半導體制造商提供光罩檢測系統,用于工藝開發和批量生產過程中的缺陷檢測、原料檢測、設備監控和進程控制。
5.dainippon screen,后道檢測設備領先企業,致力于集成電路測試技術的開發,擁有種類完善的半導體后道測試臺和分選機,在主要的三種清洗設備市場中,迪恩士都是當之無愧的龍頭。在單晶圓清洗設備市場,迪恩士市場占有率高達54.9%;自動清洗臺由于技術門檻相對較低,市場參與者較多,但是迪恩士市場占有率仍達到了50%以上;而在洗刷機市場迪恩士也有著60%-70%的市場占有率,可以說迪恩士是清洗設備市場中當之無愧的龍頭。
如果沒有主神空間,方浩技術再強也沒有信心制造世界一流的芯片,打造一個壟斷全世界的芯片產業,光是瓦森納協定就可以卡住輝煌科技的脖子。
光刻機這些設備在現代社會是有錢都買不到的高科技物品,可是在23世紀中并不算什么,有很多設備可可以替代,比如1納米工藝的3d打印機,這種可以打印1納米大小的設備完全可以打印出7納米制程的cpu,只是效率無法比得上光刻機,不過做打印芯片做研究是可以了。
ic 芯片全名積體電路,它是將設計好的電路,以堆疊的方式組合起來,藉由這個方法,我們可以減少連接電路時所需耗費的面積。
由此可見,芯片制造其實就是進行原子級別的制造,精度要求非常苛刻,這也是為什么國內無法生產cpu的原因。
芯片在結構上分為三層。
第一,晶圓層。
從 ic 芯片的 3d 剖面圖來看,底部的部分就是晶圓,晶圓基板在芯片中扮演地基的角色。
第二,邏輯閘層。
在 ic 電路中,晶圓上面的部分叫做邏輯閘層,它是整顆 ic 中最重要的部分,藉由將多種邏輯閘組合在一起,完成功能齊全的 ic 芯片,結構非常復雜。
第三,連接層。
邏輯閘上面還有一層連接層,不會有太復雜的構造,這一層的目的是將邏輯閘需要連接的部分相連在一起,相當于導線。
芯片中通常需要很多層連接層,是因為有太多線路要連結在一起,在單層無法容納所有的線路下,就要多疊幾層來達成這個目標了。在這之中,不同層的線路會上下相連以滿足接線的需求。
如果要以油漆噴罐做精細作圖時,我們需先割出圖形的遮蓋板,蓋在紙上,接著再將油漆均勻地噴在紙上,待油漆乾后,再將遮板拿開。
不斷的重復這個步驟后,便可完成整齊且復雜的圖形。制造 ic 就是以類似的方式,藉由遮蓋的方式一層一層的堆疊起來。
芯片在制造過程中分為四種步驟,雖然實際制造時,制造的步驟會有差異,使用的材料也有所不同,但是大體上皆采用類似的原理。
這個流程和油漆作畫有些許不同,ic 制造是先涂料再加做遮蓋,油漆作畫則是先遮蓋再作畫。
第一步,金屬濺鍍:將欲使用的金屬材料均勻灑在晶圓片上,形成一薄膜。
第二步,涂布光阻:先將光阻材料放在晶圓片上,透過光罩,將光束打在不要的部分上,破壞光阻材料結構。接著,再以化學藥劑將被破壞的材料洗去。
第三步,蝕刻技術:將沒有受光阻保護的硅晶圓,以離子束蝕刻。
第四步,光阻去除:使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉,如此便完成一次流程。
最后便會在一整片晶圓上完成很多 ic 芯片,接下來只要將完成的方形 ic 芯片剪下,便可送到封裝廠做封裝。