烏克蘭已經(jīng)作出決定!關(guān)于芯片制造,ASML擔(dān)心的事發(fā)生了
一定程度上,伴隨著全球市場(chǎng)化“波動(dòng)”的跌宕起伏,外界愈發(fā)認(rèn)識(shí)到努力實(shí)現(xiàn)科技自主化,更是保障市場(chǎng)全球化合作的重中之重!
比如,強(qiáng)調(diào)協(xié)同合作、又存在著博弈,競(jìng)爭(zhēng)近乎白熱化的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè):既是全球市場(chǎng)化合作的結(jié)晶,也存在自主科技實(shí)力的較量……
一個(gè)比較典型的例子是:
光刻機(jī)設(shè)備組裝巨頭的荷蘭ASML公司,憑借著整合全球各國(guó)地區(qū)的精密零部件,實(shí)現(xiàn)了芯片制造關(guān)鍵設(shè)備——光刻機(jī)產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先!
正在組裝中的半導(dǎo)體芯片加工產(chǎn)線設(shè)備
實(shí)際上,也不不僅是荷蘭ASML公司組裝「光刻機(jī)」所需的各類(lèi)精密零部件、核心元器件等,來(lái)自全球市場(chǎng)化體系中的諸多國(guó)家和地區(qū)供應(yīng)……
采購(gòu)了荷蘭ASML光刻機(jī)等配套設(shè)備后、進(jìn)行硅基材料半導(dǎo)體芯片的制造廠商們,在替諸多芯片研發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)代工的時(shí)候,同樣依賴(lài)全球市場(chǎng)化體系中的基礎(chǔ)材料供應(yīng)!
2019年的時(shí)候,日本方面突然“斷供”韓國(guó)半導(dǎo)體企業(yè),外界進(jìn)一步關(guān)注到了「光刻膠」等半導(dǎo)體芯片制造所需的基礎(chǔ)材料。
一場(chǎng)所謂的「俄烏」?fàn)幎耸录霈F(xiàn)之際,荷蘭ASML在2022年2月下旬就公開(kāi)呼吁:
一定要盡快尋找「俄烏以外」的半導(dǎo)體材料供應(yīng)商!
荷蘭ASML如此緊迫呼吁的前提是,適用于光刻機(jī)設(shè)備加工芯片的基礎(chǔ)材料,一度高達(dá)70%份額「掌握在俄烏企業(yè)」手里……(電子材料市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)Techce公開(kāi)數(shù)據(jù))
來(lái)源網(wǎng)絡(luò)的「混合氣體」提純?cè)O(shè)備之一
此前俄烏方面合作的氖氣(Ne)供應(yīng)流程是,由俄羅斯當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)生產(chǎn)制造,烏克蘭當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)進(jìn)一步提純!
時(shí)間來(lái)到2022年3月份,ASML擔(dān)心的事發(fā)生了!
烏方暫停供應(yīng)!關(guān)于芯片制造所需的材料,荷蘭ASML擔(dān)心的事發(fā)生了……
相關(guān)科技資訊紛紛援引英國(guó)路透社等外媒消息稱(chēng):烏克蘭已經(jīng)作出決定,當(dāng)?shù)貎纱竽蕷猓∟e)提純生產(chǎn)商的Ingas和Cryoin暫停營(yíng)運(yùn),不再面向全球市場(chǎng)供應(yīng)氖氣(Ne)~
需要了解的是,位于烏克蘭的這兩家 氖氣(Ne)提純生產(chǎn)廠商,此前占到了全球市場(chǎng)高達(dá)45%-54%左右的份額!
實(shí)際上,俄烏合作產(chǎn)生的不僅有氖氣(Ne),即使另外的氪氣(Kr)、氙氣(Xe),也分別占到了全球市場(chǎng)供應(yīng)份額40、30%……
這里面,包括了全球性半導(dǎo)體巨頭企業(yè)的美國(guó)英特爾,以及此前有些故作淡定表示“咱有庫(kù)存,先不要慌”的美國(guó)美光半導(dǎo)體……
雖然并沒(méi)有徹底完全「中斷供應(yīng)」占比70%份額的所有供應(yīng),但也足夠 美國(guó)當(dāng)?shù)氐谋姸喟雽?dǎo)體業(yè) 好好“喝一壺”了~
美國(guó)IBM展示技術(shù)突破2nm制程工藝芯片
俄烏合作供應(yīng)氖氣(Ne)等面向全球,為何說(shuō)“美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)相對(duì)更著急”?
相關(guān)公開(kāi)數(shù)據(jù)指出:美國(guó)當(dāng)?shù)匕雽?dǎo)體行業(yè)所需要的氖氣(Ne),尤其是適用于光刻機(jī)設(shè)備進(jìn)行芯片制造「高純度」合規(guī)氖氣(Ne),高達(dá)90%份額以上由烏克蘭供應(yīng)!
關(guān)于芯片制造,烏克蘭已經(jīng)作出決定:暫停供應(yīng)氖氣(Ne)等、半導(dǎo)體制造所需的基礎(chǔ)關(guān)鍵加工材料,ASML擔(dān)心的事還是發(fā)生了……
似乎還會(huì)有人“抬不起頭”發(fā)出質(zhì)疑、或者出于關(guān)心國(guó)產(chǎn):美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)都“緊張”了,咱們中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)呢?
事實(shí)上,雖然在先進(jìn)EUV光刻機(jī)設(shè)備方面還有進(jìn)步的空間,但如同此前「國(guó)產(chǎn)蝕刻機(jī)」通過(guò)臺(tái)積電技術(shù)驗(yàn)證……我們自給自足的氖氣(Ne)等供應(yīng)企業(yè),相當(dāng)?shù)目孔V!
早在大約5年前的2017年,國(guó)內(nèi)可以供應(yīng)「光刻氣體」級(jí)別的某家企業(yè)(具體是哪家企業(yè),行業(yè)都很清楚,這里避嫌不提了~)就已經(jīng)通過(guò)了荷蘭ASML產(chǎn)品技術(shù)認(rèn)證!
所以說(shuō),在適用于光刻機(jī)進(jìn)行半導(dǎo)體芯片制造、極高純度的氖氣(Ne)供應(yīng)方面,咱們中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)完全不用擔(dān)心!
紫外光源技術(shù)的光刻機(jī)制造芯片(示意圖
值得一提的是,不同于美國(guó)當(dāng)?shù)匕雽?dǎo)體業(yè)“依賴(lài)”俄羅斯生產(chǎn)制造、烏克蘭進(jìn)一步提純的「光刻氣體」芯片制造基礎(chǔ)材料,我們中國(guó)企業(yè)自給自足之余、還面向市場(chǎng)供應(yīng)!
韓國(guó)與日本同樣依賴(lài)氖氣(Ne)進(jìn)口,也跟美國(guó)那樣從烏克蘭采購(gòu)高純成品;但這兩家也從我們中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行采購(gòu),韓國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)甚至消耗了我國(guó)近60%產(chǎn)能……
援引某份《全球電子稀有氣體市場(chǎng)研究報(bào)告》數(shù)據(jù):2021年,我們中國(guó)企業(yè)進(jìn)口的氖氣,僅僅只有4783立方而已~(外界認(rèn)為,這更側(cè)重出于市場(chǎng)化合作共贏的意義)
要知道,我國(guó)同年出口氖氣(Ne)高達(dá)65000立方,等于出口量約是進(jìn)口量的14倍!
中國(guó)特種氣體市場(chǎng)資深分析師「任路」,此前接受「環(huán)球時(shí)報(bào)」訪談時(shí)也指出:較高純度的氖、氪、氙是半導(dǎo)體行業(yè)剛需,卻也只是鋼鐵行業(yè)的“副產(chǎn)品”進(jìn)一步提純而已~
我們“剛好”是全球級(jí)、鋼鐵制造產(chǎn)業(yè)的大國(guó)……
適用于時(shí)下主流的紫外光源技術(shù)路線、光刻機(jī)設(shè)備制造硅基材料芯片的氖氣,乃至更多「光刻氣體」基礎(chǔ)材料的全球市場(chǎng)供應(yīng)緊張,不會(huì)影響我們中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)~
紫外光源對(duì)晶圓進(jìn)行鐳射影?。ㄊ疽鈭D)
實(shí)事求是的說(shuō),通過(guò)光刻機(jī)紫外光源技術(shù)制造芯片時(shí),需要消耗氖氣(Ne)等高純度「光刻氣體」材料,卻也僅在芯片制造流程「鐳射階段」才會(huì)用到……
譬如位于我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的晶圓廠商——力積電,也存在同行 臺(tái)積電 相關(guān)的芯片制造業(yè)務(wù),其曾在接受媒體問(wèn)詢(xún)時(shí)透露:1瓶氖氣(Ne)大概可以使用2個(gè)月左右。
倘若真如「力積電」所說(shuō)“自己廠里的氖氣(Ne)足夠制程6-9個(gè)月左右”,那作為全球市場(chǎng)“數(shù)一數(shù)二”晶圓大廠「臺(tái)積電」方面的庫(kù)存想必只會(huì)更多……
所以說(shuō),一度讓荷蘭ASML擔(dān)心“供應(yīng)失衡”的 氖氣(Ne),到底是什么?
其實(shí),適用于光刻機(jī)紫外光源技術(shù)芯片制造流程的氖氣,可以從鋼鐵制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的“副產(chǎn)品”進(jìn)一步提純而來(lái)!
一種無(wú)色、無(wú)味的稀有惰性氣體,常溫不會(huì)自主燃燒、也沒(méi)有助燃的作用……
人們常見(jiàn)的霓虹燈能夠多姿多彩,實(shí)際上內(nèi)部就是充裝了氖氣(不需要極高純度),因?yàn)槟蕷猓∟e)被動(dòng)發(fā)生低壓放電時(shí),基于紅色區(qū)域會(huì)顯示出明顯的發(fā)射譜線!
光源折射后的變化(示意圖)
也就是說(shuō),經(jīng)過(guò)進(jìn)一步提純后“身價(jià)倍增”的氖氣(Ne),源于高純度氖氣(Ne)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用……之所以被應(yīng)用到了半導(dǎo)體行業(yè),則是不斷縮小的納米工藝需求!
芯片研發(fā)設(shè)計(jì)企業(yè)的性能與效能需求提高、芯片代工制造廠商的新制程工藝技術(shù)提升、芯片制造設(shè)備廠商的光刻機(jī)產(chǎn)品不斷迭代,讓硅基材料芯片的技術(shù)變得激進(jìn)~
即使是近些年來(lái),也從幾百納米級(jí)別進(jìn)化到了幾十納米,然后我們看到“個(gè)位”納米級(jí)的7nm、5nm、3nm乃至2nm、1nm已經(jīng)或準(zhǔn)備登場(chǎng)……
結(jié)果就是,光刻機(jī)在晶圓硅片上“雕刻”的電路,越來(lái)越納米級(jí)別大跨越式的精細(xì)了!
一顆硅基材料芯片中集成的晶體管,數(shù)量高達(dá)幾百億的實(shí)際技術(shù)實(shí)現(xiàn)中,研究人員發(fā)現(xiàn):
混合了氖氣(Ne)、氪氣(Kr)、氙氣(Xe)等稀有氣體后,再光刻機(jī)鐳射極光下能夠發(fā)出波長(zhǎng)更短的光線,波長(zhǎng)越短、光線越細(xì)……
綜合TrendForce公布的數(shù)據(jù)等資料來(lái)看:對(duì)氖氣(Ne)材料需求極大的DUV深紫外光刻機(jī)技術(shù)產(chǎn)線,制程工藝“恰好”涵蓋8英寸晶圓的180nm—12英寸晶圓的1Xnm范圍~
大約近90%以上的DRAM芯片基于DUV技術(shù)產(chǎn)線,還有100%基于DUV技術(shù)產(chǎn)線的NAND Flash芯片!(顯然EUV級(jí)別的光刻機(jī)也在“波及范圍”之內(nèi)……)
相關(guān)公開(kāi)資訊提到:
2014年的那起“俄烏事件”導(dǎo)致氖氣(Ne)供應(yīng)價(jià)格飆升、據(jù)稱(chēng)暴漲了600%……
2015年那起“烏內(nèi)部事件”導(dǎo)致氖氣(Ne)從年初750元漲到7月25000元!(30倍)
截至2022年2月23日,就算是在我們可以實(shí)現(xiàn)自給自足的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,氖氣價(jià)格1650元/立方米相較于2022年初的漲幅也高達(dá)65%,相對(duì)2021年10月“低點(diǎn)”已經(jīng)翻了4倍!
關(guān)于芯片制造,烏克蘭已經(jīng)做出決定、ASML擔(dān)心的事發(fā)生了:
烏克蘭的當(dāng)?shù)貎杉夜?yīng)了54%市場(chǎng)份額(主要是美日)的氖氣(Ne)提純廠商,暫停營(yíng)運(yùn)、停止出貨……
誠(chéng)然, 外界可以認(rèn)為 氖氣(Ne)作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)“副產(chǎn)品”并不稀有、或者認(rèn)為實(shí)現(xiàn)自主技術(shù)提純的時(shí)間也來(lái)得及,但也應(yīng)該會(huì)進(jìn)一步想到:
一旦氖氣(Ne)市場(chǎng)供應(yīng)不足、導(dǎo)致芯片制造成本迅速拉高,必定波及到消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)手機(jī)、乃至智能模塊加持的汽車(chē)價(jià)格……
全球市場(chǎng)化、市場(chǎng)全球化,荷蘭ASML光刻機(jī)也免不了受沖擊!
試問(wèn)下:誰(shuí)還能繼續(xù)自信滿(mǎn)滿(mǎn)的說(shuō)“沒(méi)有必要推動(dòng)科技自主化”?
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