近日,俄罗斯泽列诺格勒纳米技术中心(ZNTC)宣布,两台150nm电子束光刻设备原型机已经进入综合测试阶段,整个测试周期预计持续四个月。如果测试顺利,这意味着俄罗斯自主光刻装备再次向前迈出了一步。
而就在两年前,俄罗斯才刚刚宣布实现350nm光刻机投产。按照官方规划,到2026年底,还将完成130nm光刻机的研发。
从350nm到150nm,再向130nm迈进,虽然与国际最先进水平仍有巨大差距,但对于长期受到技术封锁的俄罗斯来说,这已经是一条十分清晰的发展路线。
从350nm起步,俄罗斯迈出国产光刻机第一步
据俄罗斯塔斯社(TASS)报道,俄罗斯首台用于350nm工艺的国产光刻机正式投入生产。
这是俄罗斯近年来首次实现国产光刻装备产业化,也意味着其能够在350nm这一成熟制程领域摆脱部分国外设备依赖。
当时,俄罗斯工业和贸易部副部长Vasily Shpak表示,350nm设备将在莫斯科、泽列诺格勒、圣彼得堡以及新西伯利亚等现有工厂部署生产,而130nm光刻机则计划于2026年启动。
对于很多人来说,350nm听起来已经十分落后,但事实上,它依然拥有大量现实应用价值。
350nm工艺可以制造各种对性能要求不高、但可靠性要求较高的芯片,例如:
电源管理芯片(PMIC)
MCU微控制器
家电控制芯片
工业控制芯片
模拟IC
部分汽车电子控制器
智能电表、安防设备等专用芯片
这些产品虽然不是智能手机、高性能CPU所使用的先进工艺,却广泛存在于工业设备、家电、交通、电力等领域。
对于一个希望建立自主半导体体系的国家而言,350nm并非没有意义,而是实现"从无到有"的重要起点。
150nm电子束光刻机进入测试阶段
俄罗斯最新公布的消息,则把目标推进到了150nm。
此次进入测试的是两台电子束光刻系统(Electron Beam Lithography)。
与传统光刻机不同,这类设备采用电子束直接曝光,可以直接在硅片上绘制微电路图形,也能够直接制作光掩膜(Mask),无需依赖传统掩模工艺。
电子束光刻最大的特点不是速度,而是灵活。
因此,它更适用于:新产品研发、芯片原型验证、科研机构实验、小批量专用芯片制造和光掩膜生产等。
对于科研单位来说,这类设备具有较高价值,可以明显降低研发周期和样品验证成本。
不过,由于电子束逐点扫描,生产效率远低于现代投影式光刻机,因此并不适合大规模商业量产。
130nm,将成为俄罗斯下一阶段目标
按照俄罗斯官方此前公布的路线图,130nm光刻机将在2026年底完成。
相比350nm,130nm已经属于真正意义上的成熟CMOS工艺节点,也是全球半导体产业曾经非常重要的一代技术。
许多人每天都在使用由130nm甚至更成熟工艺生产的芯片,只是并不知道。
130nm能够覆盖的产品范围已经十分广泛,包括:
汽车MCU
CAN/LIN总线控制芯片
电源管理IC
指纹识别芯片
NFC芯片
安全加密芯片
工业PLC控制器
FPGA(低密度)
各类模拟及混合信号芯片
部分射频芯片
军工专用芯片
事实上,即便今天全球已经进入AI时代,大量工业设备依然采用130nm、180nm甚至350nm制造。
因为对于很多应用而言,可靠性、稳定性和成本,远比晶体管数量更加重要。
与全球先进水平还有多大差距?
当然,也必须客观看待俄罗斯目前的发展水平。
目前,Intel、台积电等国际领先企业已经实现1.8nm至2nm工艺量产,采用的是ASML提供的先进EUV光刻设备。
相比之下,俄罗斯此次测试的150nm设备,无论在制程能力还是晶体管密度方面,都存在明显差距。
按照业内测算:
150nm在线宽尺寸上约为2nm工艺的75倍;
如果换算到晶体管面积密度,则差距超过5000倍。
从产业发展的角度来看,150nm大致相当于国际半导体行业2000年前后的技术水平,也就是Pentium 4处理器时代。
因此,它并不能直接用于AI芯片、GPU、高性能CPU、HBM控制芯片等先进产品制造。
不过,这并不意味着它没有价值。
对于目前仍面临高端设备限制的俄罗斯而言,首先解决成熟制程国产化,再逐步向更先进节点推进,本身就是一条符合现实的发展路径。
光刻机竞争,不只是拼先进制程
近年来,人们谈论光刻机时,往往都会聚焦5nm、3nm甚至2nm。
但实际上,全球每年出货数量最多的,并不是这些先进芯片,而是大量成熟制程产品。
汽车、工业控制、电力系统、轨道交通、医疗设备、航空航天以及军工电子,仍然大量采用90nm、130nm、180nm甚至350nm工艺。
对于这些应用来说,只要能够稳定生产,国产设备同样具备重要意义。
俄罗斯此次从350nm快速推进到150nm,并规划130nm,并不意味着已经接近全球最先进水平,而是意味着其正在逐步建立属于自己的光刻装备体系。
对于一个长期受到技术限制的国家来说,拥有自主可控的制造能力,比单纯追求先进制程更具现实意义。




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