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中国半导体自立有活路

2020/10/15

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半导体

   

      原因是,维持“摩尔法则”(1块半导体芯片可容纳的晶体管元件数量在1年半~2年里增至2倍)的技术主角正在从根本上发生改变。技术的代际更替将动摇领先者的优势,存在给中国那样的追赶者带来赶超机会的可能性。

  

      此前的集成度的提高依靠“微细化”来实现,也就是说要使硅基板平面上遍布的电路的线宽尽可能变得细微。但是,自线宽达到35纳米左右的2000年代后半期开始,在技术上变得越来越困难,微细化的脚步也日趋放缓。

     

      在此背景下,与在平面上进行微细化相比,通过将元件纵向安装或使电路层本身实现多层堆叠、以此增加每块芯片的元件数的“立体化”技术正在成为维持摩尔法则的主角。

  

      在用于智能手机照片保存等的闪存领域,立体化已成为标准。据称,在将电路层堆叠至128层的立体化取得进展的同时,一度微细化至约16纳米的电路线宽如今却倒退回20~30纳米。

  

      在相当于个人电脑和智能手机“大脑”的逻辑半导体和DRAM存储器半导体(相当于扩大并存储逻辑半导体处理的信息的“处理装置”)领域,也在发生从微细化到立体化的主角更替。

  

      如果采用立体化,在利用光线将电路图投射到基板上、被称为“光刻”的半导体制造工序方面,即使没有采用波长极短的“极紫外线(EUV)”的最尖端技术,也将开辟制造高性能半导体的道路。

  

      要使用极紫外线,在覆膜和清洗等所有工序上,都需要支持极紫外线的最尖端装置,但如果采用立体化,只要改进以此前的微细度为前提的装置,即可开辟道路。虽然这也绝不简单,但半导体业务顾问的大山聪表示“与极紫外线化相比,(立体化的)难度和成本的阻碍都将下降。而且,在闪存以外,立体化技术仍未确立”。

  

 

      现在能生产极紫外线光刻设备的企业在世界上只有荷兰ASML。其基础技术的知识产权很多由美国持有。因此,荷兰政府也并未批准ASML向中国出口极紫外线光刻设备。

   

      如果是极紫外线以外的光刻设备,日本的尼康和佳能均有能力制造。据涉足制造设备市场调查的日本globalnet推算,从极紫外线的上一代光刻设备来看,尼康的份额2019年为8%,如果是上二代则是35%。上三代的话,佳能掌握26%。如果加强符合立体化的研究开发,市场份额的再次扩大也成为可能。

  

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