没有ASML光刻机，中芯国际为何能搞定14nm？
没有ASML光刻机，中芯国际为何能搞定14nm？
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目前，中芯国际14nm芯片离不开ASML的DUV。虽传上微已经搞定28nm制程的DUV 机子，且正在某地搭非美芯片产线试产，但没有任何官方渠道证实，估计也不可能有。现在有关国产光刻机的信息，基本都是秘密。
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对于14nm的工艺来说，只需要DUV光刻机通过多次曝光，就可以实现量产制造的需求。在美国还没有全面限制我国半导体行业之前，我国从asml公司进口过一批DUV光刻机。只不过因为制程工艺的原因，这些设备发挥不出应有的水平。
之前中芯国际给华为代工了一批名为麒麟710a的手机芯片，这款芯片就相当于把台积电版本的麒麟710换成了中芯国际的工艺。在初代台积电7nm工艺的时候，就是用DUV光刻机进行实现。相对于台积电的上一代的16nm，7nm可以提供3.3倍的电路密度。相同功耗，可以提供35-40%的性能提升。如果基于相同的性能做比较，功耗可降低65%。
在这种工艺下，需要DUV光刻机进行多次曝光才能够完成。而EUV光刻机，可以一次完成。想要进一步发展更精密的技术，EUV光刻机是必不可少的。
中芯国际已经布局发展先进制程工艺了，但是受制于设备跟材料的问题，暂缓了生产测试的方案。自从2017年梁孟松加入中芯国际以来，中芯的技术发展迎来了快速迭代的发展。只用了不到1年的时间，就让中芯国际的14nm工艺成功进行了流片测试。
但是在一些材料跟技术上面，中芯国际的14nm工艺还是需要依靠美方进行供应。梁孟松带队一边研发新技术，一边在老旧工艺上面开始采用国产供应链进行生产制造，逐步发展去美化路线。
前几天上海企业发布声明，称14nm工艺迎来了技术性的突破。这其中大概率是梁孟松团队在技术上面打破了美国的垄断，实现了国产技术的替代性。下一步，就是要依靠这个技术，不断进行优化，解决良品率跟兼容性的问题了。
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中芯国际现在搞定14纳米工艺用的光刻机，也是ASML卖给中芯国际的。所以，说没用ASML光刻机，中芯国际搞定14纳米工艺就是说梦话了。
现在中芯国际的14纳米工艺技术，就是台积电在2015年的时候，在ASML还没有出品EUV光刻机，生产14纳米工艺芯片的技术线路。由于中芯国际从台积电挖来了许多工程师，实际上也就将台积电的技术线路思路挖过来了。现在中芯国际实际上就是“复刻”了台积电当年用ASML的DUV光刻机生产14纳米工艺芯片的技术。
在ASML还没有出品EUV光刻机的时候，2015年台积电就将工艺推到了14纳米的水平。靠的就是这个ASML上一代的DUV光刻机多次曝光技术。ASML上一代的浸没式DUV光源的光刻机，一次曝光可以生产的最小尺寸是28纳米。台积电就开发出来了这个多次曝光技术，用DUV光刻机也能生产尺寸小于28纳米的芯片。这一技术的极限是7纳米工艺。
所以，当中芯国际挖过来台积电工程师的时候，也就将台积电的这个技术思路一起挖过来了。既然台积电已经把这条技术线路走通了，中芯国际就只管推下去，不用担心技术线路走错了。所以，就经过摸索，用ASML上一代的DUV光刻机，“复刻”出来了台积电曾经实现的技术，也就生产出来了14纳米工艺，甚至7纳米工艺的芯片了。
当前，台积电因为拥有了EUV光刻机，所以就将7纳米芯片的生产也转到用EUV来做，原因就是用EUV技术线路的成本低于DUV技术线路。但中芯国际没有EUV光刻机，就只能是“复刻”出来台积电在2015年用DUV生产14纳米的这个技术线路了。据说，台积电现在因为手里EUV的数量不足，所以DUV多次曝光技术线路也在同时使用着。也就是说，中芯国际在这条DUV技术线路上，大致上追上了台积电的进度。
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用DUV多次爆光
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前几天上海发布了一则消息，这个消息主要跟集成电路有关。
截至目前，上海集成电路产业规模达到2500亿，14纳米先进工艺规模实现量产，另外国产90nm光刻机技术也取得了突破。
看到这个消息，很多网友可能纳闷，目前荷兰的ASML不是没有出口光刻机给我们吗，为何上海能实现14nm芯片的量产呢？
其实ASML的光刻机分多种类型，整体分为两类，一类是EUV光刻机，目前这类最先进的光刻机他们并没有出口给我国；另一类是DUV光刻机，DUV光刻机是可以正常出口的，而且目前大陆已经成为ASML的DUV光刻机的重要出口目的地，除了EUV光刻机之外，ASML其他型号光刻机大约有30%左右是出口到中国大陆的。
当然，根据分辨率不同，DUV光刻机也分为多个类型，根据波长不同，DUV光刻机可以分为三个大类型，分别是KRF、ARF和ARFi三种，对应的波长分别是248纳米、193纳米和134纳米。
其中ARFi通过对物镜、光源等进行改进之后，分辨率最高可以做到38nm，最后通过芯片制造厂家工艺改进并进行多次曝光之后，可以用于生产28nm、14nm、10nm甚至7nm的芯片，之前台积电就曾经使用ARFi光刻机制造出了7nm的芯片。
而这次上海实现14nm芯片的量产使用的其实也是荷兰ASML的ARFi光刻机，而不是国产光刻机。
目前国产光刻机最高分辨率只有90nm，由上海微电子研发生产，这个光刻机经过多次曝光之后最高可以用于生产65nm的芯片，这类芯片其实也可以满足市场大部分产品的需求，目前大部分电子产品的芯片制程其实都低于90nm。
只不过对于一些精密电子产品，比如手机、电脑等更新换代比较快的产品，想要保持性能上的提升，就必须使用最先进的芯片，否则就没有市场竞争力了，所以我们看到目前市场主流手机厂家的旗舰机基本都是使用最先进的芯片，目前手机最先进的是5nm芯片，使用这些先进芯片对于提升手机性能、降低手机功耗都具有很大的优势。
也正因为如此，各大芯片制造商都在想方设法提升芯片的制程。
想要提升芯片的制程有两个关键因素，一个是光刻机，这是决定芯片制程下限的关键设备；还有另一个是制造工艺，工艺的进步可以决定芯片的上限。
目前中芯国际采用ASML的ARFi光刻机虽然最高分辨率只有38nm，但是经过工艺上的改进之后，他们可以用于生产14nm芯片。
除此之外，目前中芯国际还研发出了N+1、N+2工艺，这些改进工艺可以用于生产10nm芯片，甚至生产出接近7nm的芯片，但是7nm就是一个关口，没有EUV光刻机几乎不可能生产出7nm、5nm、3nm的芯片片。
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