被美国全面制裁后，俄罗斯居然要研发先进制程的光刻机？！是的，它是芯片制造中最核心的设备（甚至没有之一）。世界上只有阿斯麦一家公司能够生产最先进的EUV级别，一种能卖上亿人民币的光纤，其核心技术被美国垄断。雕刻机。而且，俄罗斯这次的计划，看起来有点像那样——有钱有势，有目的性。各位，该项目由号称苏联硅谷中心、以微电子着称的莫斯科电子技术学院（MIET）承担。钱，初始投资为6.7亿卢布。目标是挑战目前最先进的EUV（极紫外）水平。△我只能理解一个28nm但即便如此，因为光刻机的制造难度和俄罗斯的资源储备，网友们还是不相信这个消息：你确定这不是开玩笑？！巧合的是，就在消息发布的前一天，俄罗斯最大的芯片制造商米克朗公司遭到了美国的制裁。此前，俄罗斯其他几家芯片厂也遭到全方位制裁。那么目前俄罗斯的芯片水平如何呢？真的有信心打造先进制程的光刻机吗？无掩模X光光刻机？先来看看计划本身的难度有多大。据俄罗斯媒体报道，俄罗斯工贸部委托MIET研发“无掩模X射线光刻机”，与我们日常提到的EUV光刻机有点不同。第一个区别在于光源的选择。一种是波长为13.5nm的极紫外光；X射线的波长在0.01nm到10nm之间。按照现有的普遍思路，光刻机是利用特定波长的光通过放大用的光罩，再通过透镜的缩小，将集成电路图准确地“投射”在硅片上。为了准确“投影”，光刻机需要达到极高的曝光分辨率和极高的重复定位精度。前者最有效的方法之一是改变光源的波长。根据光学中的瑞利准则，光学系统所能分辨的尺寸与光的波长成正比。因此，从理论上和光刻机的历史发展（波长越来越短）来看，X-ray光刻机显然比EUV光刻机更好、更先进。但由于穿透性太强，无法用普通镜头放大缩小，所以投影光刻现阶段还无法实现。目前应用更多的是直写光刻，这也是这次俄罗斯计划的选择——无掩模。其实这种方法由来已久，就是直接用强激光束一点一点地雕刻出需要的电路。这个效率真的很低。如果要刻制纳米级集成电路，可能要等到猴年了。至于以EUV为代表的投影光刻，他们认为成本高，制程复杂，只有量产才有竞争力，所以只适用于英特尔、三星、台积电等少数全球大厂。△X射线反射系数控制的无掩模X射线光刻安装方案从这点来看，无掩模光刻本身并不难，难点在于X射线工艺和效率的提升。但目前，世界上还没有机构可以解决这个问题。这就是他们提出这个计划的原因。按照计划，他们将完成主要技术方案的验证——基于动态口罩模型制造和两项对照实验研究。动态光罩的技术和型号，以及原型光刻机的技术规格和可行性研究，最早将于今年11月完成。工艺必须达到28nm及以上。△具有??X射线透过率控制的无掩模X射线光刻机安装方案此外，官方并未透露该方案的更多细节。“全世界都在帮助荷兰的ASML”看完这个计划，我们多少能理解为什么更多的人还是满腹疑惑：在俄罗斯造光刻机靠谱吗？毕竟俄罗斯高科技多，总是雷多雨少……不过，也有人说，俄罗斯的黑科技并不亮眼，难在资金和工业基础不足，而且理论不一定落后。光刻机研发计划，最早的相关研究可以追溯到80年代。当时，他们已经在研究和制造光源。1984年，泽列诺格勒科学中心受政府委托开始研制同步辐射加速器。这个研究所有很多背景。后来并入著名的库尔恰托夫研究所。苏联第一颗原子弹、第一颗氢弹、欧洲第一座原子反应堆、世界第一座原子能发电站都是出自这个研究所。的。但好景不长，这个加速器的研究在四年后暂时中止，直到2002年才再次进行试验。现在，俄罗斯计划在这些技术积累的基础上，围绕这个加速器建设一个技术中心，并且预计2023年正式投入使用。至于无掩模光刻，他们其实一开始并没有选择这条路，甚至一度与ASML平起平坐。早在2010年，当ASML交付第一台预生产EUV光刻机时，俄罗斯物理研究所IPM(RAS)也在开发EUV系统和组件，以及设备原型的构建。其中，开发者还针对辐射源设计提出了独到的解决方案，其中部分应用于ASML光刻机。然而，该项目在布局阶段就结束了。RAS首席研究员、苏联国家奖获得者兼多层X射线光学系主任SalashchenkoNikolay透露了原因：仅靠一个国家无法完成这项工作。全世界都在帮助荷兰（ASML在荷兰）。于是，他们开始寻找其他路径，在无掩模光刻机上迭代工艺就是其中之一。之所以允许工信部承接，是因为工信部此前曾与一些机构合作，在无掩模EUV光刻机方面取得了研究进展。2002年在工信部成立了主要从事纳米电子器件研究的研究中心。研究领域涵盖X射线装置、微机电系统和纳米机电系统——这些技术与光刻机的发展密切相关。并进行了一些研究，如“基于微焦X射线管阵列的软X射线源的研制，适用于10nm无掩模光刻机”，就是其中之一。该研究由RAS微结构物理研究所的NikolayChkhalo教授领导。现任研究所实验室主任，发表论文200余篇。他的主要研究领域是X射线光学和光学干涉测量。综上所述，从理论基础来看，不能说俄罗斯的光刻机完全不可靠。不过值得一提的是，在俄罗斯媒体近期的报道中，也直言光刻机计划晚了15年。如果这个计划在15年前启动，或许俄罗斯现在就不会面临如此大的微电子技术威胁。最大的芯片厂商只能做公交卡芯片。值得注意的是，就在消息广泛传播之前，美国财政部宣布冻结21家俄罗斯实体和13名个人在美国的资产。一家芯片厂公司走进了大家的视野。Mikron，俄罗斯最大的芯片制造商、微电子产品制造商和出口商。而这也意味着俄罗斯芯片厂几乎全线受到制裁。所以，现在公布这个光刻机计划，一方面是想给俄罗斯打一针强心针。另一方面，从俄罗斯芯片的现有水平来看，更为迫在眉睫。以米克朗为例，可见一斑。从官网给出的产品目录可以看出，该公司最高可以做到65nm工艺，主营银行卡、公交卡等RFID和电源管理芯片。还创造了多项第一：180/90/65nm技术第一制造商、身份证件芯片模块第一制造商、第一出口商，占俄罗斯微电子产品出口的54%。公司的历史可以追溯到1960年代的前苏联——分子电子学研究所（NIME）。当时，微电子技术发展如火如荼。意识到建设微电子工业的必要性，苏联国家技术委员会开始大规模组织研究所和工厂。NIME就是其中之一。不到两年时间（1966年），实验车间生产的微电路产量达到10万片。然后在次年，根据政府命令，米克朗工厂从研究所中分离出来，专门生产集成电路。当时，许多技术在中国开创先河，如砷化镓微电路平面技术、射极耦合逻辑IC晶体、数字和模拟集成电路的大规模使用……1970年，米克朗已制造了超过350万个用于各种工业微电路供应，后来用于国防、超级计算机等领域。在整个半导体工业中，苏联的微电子技术位居世界第三，仅次于美国和日本。可以说，此时的米克朗正乘着时代之风迅猛前行。然而，这种势头很快因苏联解体而戛然而止——几乎所有的苏联计算机制造商都停止了运营，只有少数公司通过国外零部件/技术转让幸存下来。米克朗就是其中之一。2006年，米克朗开始引进海外技术——意法半导体的技术转让，使其具备生产180nm芯片的能力。并于2007年开始生产180nmEEPROM集成电路。随即，米克朗开始生产接触式智能卡的芯片模块，并很快掌握了RFID交通卡的整个生产流程，并开始供应莫斯科地铁站。同年，它还开始为电信行业生产SIM卡。或许是尝到了甜头，米克朗再次与意法半导体在技术转让方面展开合作。根据《半导体国际》当时的报道，该公司每年都打算更新下一代工艺，并计划分别在2008年和2009年推出130nm和90nm工艺。不过据官网介绍，米克朗2009年才实现了200mm晶圆上90nm工艺集成电路的生产设计，2012年正式启动90nm微电子产品生产。自此，俄罗斯成为世界上第八个拥有这项技术的国家。与西方相比，已经远远落后。这时，俄罗斯政府开始意识到微电子产业的重要性。一是制定了《2013-2025年电子工业发展规划》和《国防工业综合体发展规划》等多项产业发展战略，还积极采取了一系列措施，如尽可能使用国产电子产品，发展民用和军用两条CPU系列。使用。米克朗也相应改变了路线，开始致力于自主研发180-90nm国产技术和特色产品，创造包括65nm-45nm级别在内的新技术。2014年，美国的经济制裁，包括对敏感技术行业的打击，使本已脆弱的俄罗斯芯片制造业雪上加霜。即使在2015年，米克朗也勉强完成了65nm工艺的开发。但此后一直没有工艺迭代的消息。现在，从规模上来说，米克朗的业务辐射全球，不愧是俄罗斯最大的芯片制造厂。但是，能做的产品已经定型了——交通和门禁RFID、物联网数据保护微控制器、智能水表等。俄罗斯芯片厂几乎全线制裁前面提到，俄罗斯芯片厂商几乎被美国制裁。不仅是最大的芯片制造商米克朗，另一家芯片制造商Angstrem-T甚至一度破产。还有设计厂商BaikalElectronics、MCST等，被制裁折腾得进退“实体清单”……这些公司打造的俄罗斯半导体产业现状如何？，我们也借此机会对其进行扩展。BaikalElectronics我们先来看看BaikalElectronics，号称是俄罗斯技术最先进的芯片设计公司。在最新一轮制裁名单中，其母公司T-Platforms赫然在列。贝加尔电子能做到的制程是28nm。最初是基于MIPS架构，近两年转向ARM，以支持俄制操作系统AstraLinux的运行。其近期发布的处理器为Baikal-S，拥有48核，基础频率2.0GHz，最高加速2.5GHz，热设计功耗120W。它还集成封装了自主研发的RISC-V架构协处理器。除了受到母公司的制裁，贝加尔电子还面临芯片无法出货的问题。长期以来，贝加尔电子的芯片都是由台积电代工。在美国公布最新一轮制裁名单之前，台积电已表示将不再为俄罗斯企业生产芯片，贝加尔电子首当其冲。与米克朗同样源远流长的芯片制造厂Angstrem-T在2017年被制裁，受到重创。当时Angstrem-T能生产的最高工艺是250nm。相比之下，三星今年已经量产7nm芯片。受制裁影响，Angstrem-T陷入债务危机，2018年被俄罗斯国家开发银行VEB.RF收购；2019年正式宣告破产重整。但就在去年，该公司出现了卷土重来的迹象。据报道，他们已经高薪聘请了十几名专家，帮助Angstrem-T重启生产线。而且还计划从AMD采购设备，用于生产130-90nm芯片。MCST最后介绍一下芯片设计厂商MCST（MoscowSPARCTechnologyCenter，MoscowCenterforSPARCTechnologies），成立于1992年，前身为列别捷夫精密机械与计算机工程研究所。其Elbrus处理器包括两条产品线，一条是民用的，架构基于Elbrus-2000架构（俄版X86）；另一个用于军事用途，具有基于SPARC的架构，也是由台积电制造的。目前该产品最高可达到的制程工艺为16nm。不过该系列芯片在实际测试中表现并不理想。去年年底，俄罗斯最大银行Sber的技术部门在测试Elbrus-8C后给出的评价是：内存不足，内存速度慢，核心数少，频率低，完全不能令人满意。需要。7万名IT人员离开俄罗斯，终于回到了现在。截至3月31日，美方公布的最新制裁名单涉及21家实体和13名个人。同日，白宫还表示，未来几天将有120家俄罗斯和白俄罗斯实体加入名单，范围将扩大到包括航空航天、航运和电子行业。从目前来看，第一波制裁的影响已经远远超出了芯片行业。俄语版的GoogleYandex就是代表之一。其业务包括搜索引擎、云服务、网约车等。据报道，受进出口限制，未来1-18个月Yandex将面临服务器硬件短缺，其自动驾驶业务也将遭受重创。为此，他们正在寻求重组，以降低被制裁的风险。同时，还在与俄罗斯最大的社交网络运营商VK谈判，有意出售其新闻部门、Zen社交平台，或剥离自动驾驶业务。更深入的影响还体现在人才上。据报道，从2月底至今，已有7万名IT技术人员离开了俄罗斯。俄罗斯通信协会也承认了这一事实，并表示4月份，出境的IT人员可能达到10万人。不过，俄罗斯官方也一直在回应。除了上述大力投资光刻机研发外，路透社近日报道称，俄罗斯正在转向中国微芯片制造商供货，主要是为了解决与其当地MIR支付系统相关的银行卡需求。
