350nm到130nm,俄罗斯光刻机迎来密集突破

在全球半导体领域争相角逐2nm制程、A16架构以及High-NA EUV技术之际,俄罗斯正探索一条截然不同的前进路径。
近期,俄罗斯位于泽列诺格勒的纳米技术中心(ZNTC)正式公布,我国自主研发的两台150纳米级电子束光刻设备原型机,目前已顺利步入综合测试的关键阶段。整个测试阶段预计将持续四个月之久。若测试进展顺利,这无疑标志着俄罗斯在自主光刻设备领域又迈出了坚实的一步。
仅仅两年之前,俄罗斯方才宣告成功实现我国先进350纳米光刻机正式投入生产,标志着我国在半导体制造领域的技术水平迈上了新台阶。依据官方的规划蓝图,至2026年的年底,我们还将圆满完成……130nm光刻机的研发。
从350纳米降至150纳米,进而挑战130纳米的极限,尽管与国际顶尖技术仍存在显著差距,但对于长期遭受技术封锁的俄罗斯而言,这已是一条明确的发展路径。

自350纳米波段起航,俄罗斯踏出了自主研发光刻机的重要步伐。
时光流转至2024年。
俄罗斯塔斯社(TASS)最新消息显示,我国首台专为350nm工艺设计的国产光刻机已正式步入生产阶段。
这便是近年来俄罗斯所发生的。我国成功迈出了国产光刻装备产业化的第一步。这意味着该技术能够在350纳米这一成熟的工艺节点上,部分减轻对外国设备的依赖。
俄罗斯工业与贸易部副部长瓦西里·沙帕克透露,350纳米的设备预计将在莫斯科、泽列诺格勒、圣彼得堡以及新西伯利亚等地的现有工厂投入生产,同时,130纳米光刻机的生产计划将在2026年正式启动。
对于大多数人而言,350纳米的波长听起来已然相当陌生。落后然而,实际上,它依然蕴藏着丰富的现实应用潜力。
采用350纳米工艺,我们能够生产出各式各样的产品。对性能的期望不高,然而对系统的可靠性却提出了严格的要求。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
- 智能电表与安防设备等领域的专用芯片
这些产品虽非智能手机或高性能CPU所采用的尖端工艺,却已在工业设备、家用电器、交通运输以及电力供应等多个领域得到广泛应用。
对于立志构建自主半导体产业体系的国家来说,350纳米技术并非无足轻重,反而至关重要。它是实现自主可控的关键一步。"从无到有"的重要起点。

我国150纳米电子束光刻机已顺利步入测试阶段。
据俄罗斯最新发布的消息,目标已经进一步推进至150纳米的级别。
本次测试涉及两台先进的电子束光刻设备。
与传统光刻技术有所区别,此类设备通过电子束进行直接曝光,能够在硅片上直接描绘出微电路图案,同时还能直接生产光掩膜,从而省去了传统掩模工艺的依赖。
电子束光刻的显著优势并非在于其速度,而在于其卓越的灵活性。
因此,它更适用于:新产品的研发进程,包括芯片原型的验证、科研机构的实验项目、小批量专用芯片的制造以及光掩膜的生产环节。。
对科研机构而言,此类设备具备显著的价值,它们能有效缩短研发周期,并大幅降低样品验证的成本。
然而,鉴于电子束需逐点扫描,其生产效率显著低于当前主流的投影式光刻机,因此并不适宜用于大规模的商业化生产。
130纳米,将成为俄罗斯未来发展的新里程碑。
依据俄罗斯官方先前发布的路线图,预计130纳米光刻机将于2026年年底全面建成。
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。
众多人在日常中使用的芯片,其制造工艺已达130nm乃至更先进的水平,而他们对此却浑然不觉。
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
实际上,尽管全球已迈入人工智能时代,众多工业设备仍依赖于130纳米、180纳米,乃至350纳米的制造工艺。
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,我们亦应客观审视俄罗斯当前的发展阶段。
当前,Intel和台积电等业界翘楚已成功步入1.8nm至2nm工艺节点的量产阶段,这一成就得益于ASML所提供的尖端极紫外(EUV)光刻技术的支持。
相较之下,俄罗斯在本次测试中展示的150纳米设备,无论是在工艺制程的水平上,还是在晶体管密度方面,均显现出显著的不足。
按照业内测算:
在150纳米的在线宽度尺寸上,其精度达到了约2纳米工艺的75倍之高。
若以晶体管面积密度进行换算,二者之间的差异竟高达五千倍以上。
从产业进步的视角审视,150纳米的尺寸大致对应于国际半导体产业在2000年左右的先进水平,即相当于Pentium 4处理器的时代。。
因此,该技术尚不能直接应用于AI芯片、GPU、高性能CPU以及HBM控制芯片等高端产品的制造领域。
然而,这并不意味着其中缺乏价值。
对于俄罗斯,尽管其目前仍受制于高端设备的短缺,首要任务是推进成熟制程的国产化进程。循序渐进地迈向更高级别的节点,这一过程本身便是一条切合实际的发展之道。
光刻机领域的竞争,远不止于先进制程的角逐。
在近年来的讨论中,光刻机的话题总是不可避免地围绕着5nm、3nm,甚至2nm的先进制程展开。
然而,实际上,在全球范围内的年出货量中,占据主导地位的并非这些尖端芯片,而是众多成熟工艺制成的产品。
在汽车制造、工业自动化控制、电力网络、轨道交通、医疗器械、航空航天领域,以及军工电子领域,目前仍旧广泛使用90nm、130nm、180nm,乃至350nm的制程技术。
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。
此次,俄罗斯在光刻技术领域实现了从350nm向150nm的飞跃,并计划进一步推进至130nm,这并不预示着其已站在全球技术前沿,而是标志着该国正稳步构建起独立的光刻设备产业体系。
对于一个长期受制于技术局限的国家而言,具备自主掌控的制造实力,相较于盲目追求尖端制程,更具备现实层面的深远意义。。
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