实现芯片制造本地化,对任何国家而言都至关重要。
随着俄乌冲突的继续进行,英特尔、AMD、台积电等科技巨头已经停止了对俄罗斯的芯片销售,对于其半导体产业而言无疑是灭顶打击。不过,俄罗斯没有选择坐以待毙,由于无法从往常的供应商那里购得芯片,所以正在制定计划重振陷入困境的本地半导体制造。
近日,据外媒报道,俄罗斯披露了一项全新的芯片开发战略,涉及到未来 8年的巨额投资,但实现目标似乎并不那么雄心勃勃。俄罗斯希望到2030年实现28nm本地芯片制造,与之相比,台积电计划在2026年推出强大的2nm芯片。
来源:Arm目前,俄罗斯政府已经制定全新微电子开发计划的初步版本,预计到2030年投资3.19万亿卢布(约合384.3亿美元)。这笔资金将用于开发本地半导体生产技术、国内芯片开发、数据中心基础设施、本土人才的培养以及自制芯片和解决方案的市场推广。
在半导体制造方面,俄罗斯计划投资 4200 亿卢布(约合 50亿美元)用于开发新的制造工艺和后续改进。短期目标之一是在今年年底前使用90nm制造工艺提高本地芯片产量。更长期的一个目标是到 2030 年实现 28nm的芯片工艺制造,而台积电2011年就做到了这点。
在基础设施方面,俄罗斯现有数据中心大约70个。该计划预计投资4600亿卢布(约合55亿美元),到2030年预计全国数据中心增加到300个。
在人才培养方面,该计划预计投资3090亿卢布(约合37亿美元),用于开发至少400个新型电子产品原型,并开展 2000多个研究项目。计划制定者还希望将国内高校毕业生的「人才转换」比例从当前的 5% 提升到35%。此外,计划还包括在现有和新成立的高校设计培养中心基础上创建至少1000个设计团队。
虽然俄罗斯在软件和高技术服务领域历来非常成功,但在芯片设计和制造方面算不上成功。虽然总体计划是培养本地人才和开发芯片,但俄罗斯打算在年底之前建立一个针对「国外解决方案」的逆向工程项目,将相关制造转移到国内。因此到2024年,所有数字产品都应该在国内生产。
俄罗斯的微电子开发计划看似包含了很多项目并设定了一些目标,但应注意到,将相当一部分重要的芯片制造完成本地化绝非易事。对于当前无法使用美国、英国或欧洲技术的俄罗斯而言,能否在2024年或2030年之前完成设定的目标尚未可知。
该计划预计将于2022年4月22日敲定并提交俄罗斯总理正式批复。
俄罗斯决定从头开始造光刻机
在更早的新闻中,俄罗斯在被美国全方位芯片卡脖子后,决定从头开始造光刻机 。
据Zelenograd报道,俄罗斯政府将投资 6.7 亿卢布(约合5100万元人民币)以促进对 X 射线光刻机的研究,并号称该款光刻机工艺可以达到EUV级别。相较之下,ASML去年在研发中的投入为25亿欧元(约172亿人民币)。
俄罗斯莫斯科电子技术学院(MIET)已经接下了这笔来自贸工部的资金,以推进其开发基于 X 射线同步加速器以及等离子体源的无掩模光刻机的计划。最终,这些机器有望用于加工28nm、16nm及更小的半导体晶圆。
MIET西方制裁正在给俄罗斯造成沉重打击,不仅是日常产品,还有当地工业需要的半导体。上个月末,俄罗斯政府决定向当地研究机构提供大量资金,以开发对本国半导体企业至关重要的机械设备。
总部位于荷兰的 ASML是目前世界上唯一使用极紫外光的光刻机制造商。为了驾驭极紫外光的力量并将EUV光刻技术推向市场,ASML持续投入研发20多年,以应对不断出现的高难度技术挑战,目前它是世界各地先进晶圆厂的核心设备。台积电、三星和英特尔等公司都在为了自家芯片的发展争夺这些光刻机,但在先进技术制裁名单上的一些国家是不允许购买这些产品,例如俄罗斯。
图源:https://www.asml.com/zh-cn/technologyASML 研发的光刻机是极紫外光(EUV),波长为13.5nm,而俄罗斯计划开发的光刻机X射线技术的波长介于 0.01 nm到10nm之间,比EUV极紫外光还要短,因此光刻分辨率要高很多。同时,基于X射线制成的光刻机还有另一个显著优点——可以直写光刻,不需要光掩模就能生产芯片。
正因为有这两个特点,俄罗斯要研发的X射线光刻机优势很大,甚至被当地的媒体宣传为全球都没有的光刻机,ASML 也做不到。
不过,有消息人士指出,俄罗斯早年间就参与了EUV光刻技术的发展。2010年,ASML生产第一台EUV光刻机时,俄罗斯一个物理研究所 IPM(RAS)也在开发EUV的系统及元件,以及装置原型的搭建。其中,开发人员还提出了辐射源设计的原始解决方案,部分还应用到了ASML光刻机上。但是这个项目在布局阶段就结束了。
俄罗斯关于光刻机技术的研究可追溯到1980年代中期,俄罗斯开始研发同步加速器X射线辐射源。这项技术显然是由有远见的科学家为满足微电子处理的需要而开发的,但计划并未得到实施。不过,俄罗斯现在将其用于这项新资助的 X 射线光刻研究,但基于它的新设备应该在 2023 年准备就绪。
MIET 微系统与电子部主管Nikolai Dyuzhev 表示:我们的项目是一项无可比拟的研究工作,世界上没有人根据此类原理进行过无掩模光刻技术。
前面已经提到这项计划有望用于加工28nm、16nm及更小的半导体晶圆,但是依托X射线光刻技术,其可能会加工「分辨率优于10nm」的产品,因为X 射线的波长比 EUV 辐射短。X射线光刻研究有望于今年11月正式启动。到那时,俄罗斯应该已经提出了原型 X 射线光刻机的技术规范和可行性研究。
Dyuzhev对此表示,「对于使用新的 X 射线光刻机进行试生产,我们将不得不等待五年或更长时间。」
考虑到所有这些,俄罗斯的 X 射线光刻计划实际上看起来不太可能。然而,它可能会为半导体制造科学提供一些有价值的贡献。