事实查核|中国自制光刻机大突破,可量产8纳米芯片?

郑崇生
2024.09.24
事实查核|中国自制光刻机大突破,可量产8纳米芯片?
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中国工信部9月2日公布的一份产业文件显示,中国厂商已经成功生产出一型「套刻精度」小于8纳米(nm,又译奈米)的光刻机(台湾称曝光机)。之后有媒体根据这份文件报道称中国这款光刻机「可制作8纳米芯片」(台湾称晶片)。

亚洲事实查核实验室(AFCL)查证后发现,光刻机的「套刻精度小于8纳米」并不等于能够「制造8纳米芯片」,前述报道的解读并不正确。事实上,根据专家评估,这部机器能够生产的芯片应该在28纳米左右。

深度分析:

中国工信部发布的产业文件称作《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》的通知,其中指出中国有厂商已能做出两种光刻机,其中一种为氟化氩光刻机,它的规格为:

照明波长:193纳米

分辨率(光刻精度):小于等于65纳米

套刻精度:小于等于8纳米

「套刻精度小于等于8纳米」的规格,被一些网络意见领袖解读为中国已经突破生产「8纳米」的技术。例如肖仲华司马平邦都撷取工信部的公告在X平台上发文称,中国已经造出8纳米以下的光刻机了。肖仲华更声称,中国8纳米光刻机自产后,可以迅速让光刻机打成「白菜价」,「让台湾这小国比死还难受」。

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肖仲华和司马平邦发布中国已具备生产「8纳米」芯片技术。(X截图)

除了网路大V错误解读,中文媒体如台湾中央社、香港星岛网、新加坡《联合早报》网路版也都报道了「中国光刻机可生产8纳米及以下晶片」。网红和媒体的报道掀起中国国内庆祝半导体产业全面科技自主、弯道超车成功的声浪。

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中央社等中文媒体跟进报道了中国国产曝光机的「技术突破」。(中央社、星岛网及《联合早报》官网截图)

光刻精度、制程节点和套刻精度的区别

台湾龙华科技大学半导体工程系助理教授张勤煜告诉亚洲事实查核实验室,半导体是个极为复杂的产业,生产芯片用的光刻机技术水平的高低,关系著能产制芯片的制程先进程度,但上述社媒账号和媒体对该新闻的解读,混淆了关键概念。

张勤煜说,光刻机的分辨率、或者称「光刻精度」,意思是指在单一平面上,光刻机进行曝光(光刻)的精准程度。他特别向记者强调,分辨率(光刻精度)的规格才跟芯片「制程节点(Process Node)达几纳米」有关联,也就是一般所谓的「几纳米制程芯片」。例如大众在新闻报道中会看到「苹果手机iPhone 17将采用台积电2纳米制程的芯片」。

1纳米(nm)的大小约为人类一根头发的8万到10万分之一的细度。

根据中国工信部发布的公告,张勤煜以光刻精度小于或等于65nm推算,认为以这样的技术条件,在最好的情况能达到28纳米左右的制程。他说,当然中国也可以用国外的光刻机做出先进制程的芯片,但良率并不高。

至于「套刻精度」,张勤煜解释,光刻时,多层堆叠的芯片一层层之间也需要精准对位,套刻精度就指的是指其所能达到的精准程度。但这和「分辨率」或「光刻精度」是不同的概念。

张勤煜说,芯片良率的高低跟制程有很大关系,中国做出可生产28纳米制程芯片的光刻机,这算得上是可量产的商业机种,可以视为中国表现出自己逐步努力,能自制光刻机,以作为推广、展示的效果。但在16或14纳米以下的制程,中国还是被卡脖子。

根据国际半导体产业协会(SEMI)介绍,要划分芯片制程的工艺程度,外界一般标准已经从过去将10纳米以下视为先进制程,10纳米以上称为成熟制程,进步到以7纳米为划分标准

综合查证和专家解释,可以发现网路大V或部分媒体用8纳米的「套刻精度」,推论中国能够国产8纳米芯片,这是误导信息。

荷兰十八年前已有相同机型

至于中国工信部公布这一批自制光刻机的技术水平究竟如何?

中国半导体行业自媒体「芯智讯」解读官方文件时则指出,从氟化氩光刻机的照明波长来判断,中国首套自主生产的光刻机是较旧的乾式DUV光刻机,而非更先进的浸没式DUV光刻机。

这可以和荷兰阿斯麦(ASML,台译艾思摩尔)相比对,ASML在2006年就发表了型号TWINSCAN XT:1450的DUV乾式光刻机,分辨率达57纳米、套刻精度达7纳米,与这次中国工信部公布的光刻机指标类似。

台湾国立清华大学与成功大学共同制作的科普影片,详细解释了芯片制作的过程以及相关参数的含义。

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