Путь к сердцу полупроводниковой фабрики: какие литографы доступны России?

Автор: Максим Маслов. Введение санкций против России и, как следствие, отказ компании TSMC исполнять заказы отечественных дизайн-центров, привели к ситуации, когда вопрос «где и как производить отечественные чипы» стал ребром. Самым передовым, потенциально доступным промышленным техпроцессом в России, является 90 нм, что в большинстве случаев не подходит для производства современной микроэлектроники. Поэтому, постройка нового завода на территории России, способного создавать чипы на более современных техпроцессах, стала как никогда актуальной.

Для осуществления такой задачи необходимо наличие множества специфичных компетенций, химии, оборудования. Но без преувеличения ключевым элементом любой полупроводниковой фабрики является литограф (вернее даже, литографЫ). Именно характеристики литографа в первую очередь определяют размер техпроцесса, именно литографы являются самым дорогостоящим оборудованием, вокруг которого, по сути, строится завод. В данном обзоре хотелось бы рассмотреть текущую ситуацию с доступностью литографического оборудования в России – что имеется/разрабатывается у нас и что потенциально возможно купить на стороне.

Сначала хотелось бы осветить несколько общих моментов для лучшего понимания ситуации на рынке литографического оборудования. Существует множество моделей литографов и характеристик, определяющих их качество и возможности. Но в контексте рассматриваемой темы нам важно понимать следующие различия.

Во-первых, в индустрии микроэлектроники используется 2 основных вида литографии: фотолитография и электронно-лучевая. В просторечье их часто называют масочная и безмасочная, т.к. в первом случае для нанесения структур на пластину необходимо изготовление специального фотошаблона (маски), тогда как во втором работа происходит непосредственно направленным пучком частиц и маска не требуется. Изготовление фотошаблона (вернее, набора фотошаблонов, т.к. их требуется несколько десятков в зависимости от техпроцесса) вещь достаточно дорогостоящая, для топовых нанометров достигающая миллионов долларов. Поэтому, в теории, фотолитография имеет более высокий ценовой порог входа при производстве чипов. Но на порядок (даже на порядки) большая производительность по сравнению с безмасочными аналогами с лихвой компенсирует этот недостаток. Поэтому, на практике в промышленном производстве используется только фотолитография. Безмасочные литографы используются для специальных применений, научных экспериментов и крайне мелкосерийного производства.

Во-вторых, ключевой параметр любого литографа – это то разрешение, с которым он позволяет формировать структуры на кремниевой (и не только) пластине. В свою очередь, главным параметром, определяющим разрешение, является длина волны, генерируемой источником излучения литографа. Поэтому минимально современные литографы можно условно разделить на следующие классы (по мере возрастания разрешающей способности):

litot1.png

Из открытых источников можно установить, что в России есть как минимум следующие промышленные литографы:

litot2.png

Для производства чипов по техпроцессу 45 нм и ниже обычно уже нужны установки иммерсионной литографии (ArF immersion), для техпроцессов ниже 7 нм – EUV-литографы. Иммерсионных и EUV-литографов в России, насколько мне известно, в данный момент нет.

Кто в мире производит литографы? Почти 100% рынка производства литографов в денежном выражении занимают 3 игрока: ASML, Голландия (91%), Nikon, Япония (6%), Canon, Япония (3%). Остальные игроки занимают пренебрежимо малую долю. Причём, если мы говорим об иммерсионных литографах, то их в мире производят только 2 компании – ASML и Nikon, распределение их долей выглядит так:

litografy1.png

С EUV-литографами всё ещё проще – на данный момент их делает только ASML.

Подводя небольшой итог – производство необходимых России литографов фактически сосредоточено в 2-х странах – Голландии и Японии, а в случае EUV-литографов – только в Голландии. Понятно, что в текущих условиях приобретение такого оборудования для России у непосредственных производителей невозможно.

Какие в таком случае опции существуют у России?

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (2 votes)
Источник(и):

Хабр