头条揭密》俄光刻机要超车中国? 2028年7nm计划曝光

俄乌战争后,俄罗斯为解决晶片短缺的问题,订下了雄心勃勃的尖端晶片国产计划,声称2028年制造出可以支持7nm制程的光刻机。(图/ASML)

俄罗斯入侵乌克兰后遭到西方国家制裁,包括晶片在内的科技产品也在制裁之列,俄罗斯为解决晶片短缺的问题,订下了雄心勃勃的尖端晶片国产计划,声称2028年制造出可以支持7nm制程的光刻机。大陆半导体产业界认为俄罗斯的目标根本不切实际,但是从俄罗斯提出的发展路径来看,打造出非商业化的7nm制程晶片仍有可能,虽然设定的时程可能太短,要超车中国晶片制程技术并非没有机会。

由于晶片产品与技术受到美英制裁,俄罗斯许多工业产品无法生产,包括民生用品与军用武器与设备。2月底入侵乌克兰即遇上制裁,俄罗斯俄罗斯科学院旗下应用物理研究所研究所从4月便开始筹划开发自己研制的光刻机,最近俄罗斯大诺夫哥罗德策略发展机构(Novgorod Strategy Development)发出豪语,声称俄罗斯科学院的应用物理研究所(IAP)能在2028年开发出生产7nm晶片的光刻机,能击败同等级的荷兰艾斯摩尔(ASML)产品,此一雄心壮志引起半导体业界哗然。

俄罗斯科学院应用物理研究所(图)提出在2028年开发出支持7nm制程光刻机的计划。(图/俄罗斯科学院应用物理研究所)

俄罗斯为克服西方对它的晶片产业「卡脖子 」问题,在应对思维上也是用「举国体制」来解决技术封锁。在买不到晶片、买不到晶片技术与晶片设备的情况下,俄罗斯政府推出计划,要求在2028年前开发出ASML技术体系用10年才完成的可用于7nm制程技术。它提出的方法不外是尽可能地对外国晶片进行逆向工程,以及培养本国人才从事晶片产业。

俄罗斯科技网站CNews在透露这项计划时指出,俄罗斯IAP打算在2028年做出7nm制程的光刻机,并在2030年做出7nm制程晶片,是「超越所有人的预期」的想法。目前俄罗斯最先进的晶圆厂使用的是65nm制程,就算没有制裁,像ASML与美国应用材料这样的公司都花了10年才从65nm升级到28nm。制造7nm等级的光刻机是一种高度复杂的设备,涉及高性能光源、精密光学和精确计量等很多关键部件。作为俄罗斯领先的应用物理研究机构,IAP 相信它可以在相对较短的时间内开发他们所需要的工具。

IAP构想的光刻机与ASML或尼康生产的光刻机不同,它使用不的光源,功率较低,更易于建造,但光刻机的产能会大大低于现代深紫外 (DUV) 设备,不过IAP认为「这不会是个问题」。(图/ASML)

据俄媒指出,IAP构想的光刻机与ASML或尼康等公司生产的光刻机有所不同,它将使用大于600W(总功率)的光源,曝光波长为 11.3nm,这会将需要比现在更复杂的光学器件。由于该设备的光源功率相对较低,会更易于构建,但这意味着其光刻机的产量将大大低于现代深紫外 (DUV) 设备的产量,不过IAP认为「这可能不会是个问题」。

由于受到西方国家制裁,俄罗斯要求在2028年前开发出ASML技术体系用10年才完成的可用于7nm制程技术,半导体业界认为很难达到。(图/Shutterstock)

大陆的半导体分析人士认为,IAP在时间可能过于乐观。ASML从2003年引进首款浸润式光核技术用于65nm制程,然后花了5年时间推进到32nm制程,又花了9年时间才完成7nm与5nm制程设备。亦即ASML在全球顶尖技术支持且没有任何制裁的状况下,花了14年从65nm推进到7nm。现在,在晶片生产方面没有任何经验或与晶片制造商没有任何联系的IAP打算在大约6年的时间里从头开始制造一台支持7nm的机器进行量产。虽然他们满怀热情,但这样的计划听起来太不切实际。

俄罗斯科学院微结构物理研究所副所长叙卡洛(Nikolai Chkhalo)表示,ASML开发的EUV光刻技术极其复杂,他们的设备主要目标是保持高生产力,但是在俄罗斯不需要这样,「我们只要完成国内面临的需求和任务就够了,这与数量无关,只跟品质有关。」当然,这个研发过程需要过渡到自己的制造工艺,制订自己的标准,用自己的工具、制程与材料,要开发一条完全自主的道路。

俄罗斯入侵乌克兰后遭到西方国家制裁,同样也在晶片问题上遇到瓶颈,他们打算发一条完全不同于目前的晶片制造路径。(图/Shutterstock

在时程上,IAP计划在2024年之前建造一个功能齐全的α版光刻机,它不必提供高生产率或最大分辨率,但必须能够工作并且对投资者有吸引力。然后在2026年前制造出具有更高生产率和分辨率的β版光刻机。这个版本应该可以量产,但不会达到最大值,然后最终迭代在2028年问世,它的整体性能会更好。咋听之下,这样的路径可能有点像中芯国际不久前完成的7nm制程晶片,虽然效率不高无法商品化,但能应付特定的国防或尖端技术研究的需要。

俄科研机构提出2028开发出支持7nm制程光刻机,有可能是口头上应付俄罗斯领导人的缓兵之计。(图/路透)

同样遭到制裁的大陆半导体业界提醒,晶圆厂设备不只限于光刻机,还有其他用于蚀刻、沉积、清洗、计量和检查操作、纯水制造等设备,这些机器俄罗斯都无法制造,不像中国大都有现成的产业链,因此就算IAP建造了光刻机,俄罗斯仍然需要数百台其他配合的设备才能建造现代化的晶圆厂,而这些设备早就因制裁而中断供应,当然,找中国厂商协助也是个办法。至于俄罗斯应用物理研究所提出这样的计划是用来安抚俄国领导阶层,还是私下揣测普丁政权根本撑不到2028年之后,随便吹嘘个计划唬弄俄国领导人,那就只有他们自己才知道了。