"下一代光刻机,一定会由中国先做出来!"
前不久,著名大V “立刚科技观察”,抛出了一个震撼言论,大意说的是下一代光刻机不是什么EUV,而一定是比EUV光刻机更先进的X-ray光刻机。
这种光刻机就厉害了,它采用的波长小于10nm,甚至是0.01nm,能实现更为精细的刻写,实现更小的制程,比如制造1nm以下的芯片,丝毫没有任何问题。
而在这个领域,我们的科学家已经有很多研究,也有很多积累,下一代光刻机肯定是从这个领域突破。
因此,这位大V相信下一代X-ray光刻机,一定是中国先做出来。即使荷兰也做不了,因为市场已经没有了,未来芯片制造大国将是中国。
那么X-ray光刻机,真的有这么牛?
EUV光刻机
作为芯片产业皇冠上的明珠,荷兰阿斯麦家的EUV光刻机,可以说是极其珍贵,拥有它就可以制造出7nm、5nm工艺。
据悉,一台先进制程的EUV光刻机,1.2亿美金一台!重达180吨,零部件高达10万多个,超过2公里以上的软管,需要40个集装箱来运输,仅安装调试就需要一年左右。
零部件来自于全球超过5000家供应商企业,比如德国、日本、瑞典、美国等等,而且都是业内顶尖的技术水平。
中国芯片被美国卡脖子,卡的就是没有EUV光刻机。
虽然华为发布了Mate60 Pro这款5G手机,芯片制程是7nm,小道消息说的是中芯国际的功劳,是后者使用目前的DUV光刻机,通过多次曝光实现的。
这已经是中国最先进的水平,也是DUV光刻机能够发挥的最大能耐了,再往下突破的话,只能使用EUV光刻机。
由于众所皆知的原因,虽然中芯国际花钱向阿斯麦购买了,但是后者迟迟未发货。
光刻机,简单来说就是以光作为刀片,在晶圆上刻画芯片图纸的机器,是芯片生产加工最基础也最关键的一环。
可以把光刻机被比作是高级的“投影仪”。其作用是预先设计的芯片电路图案“投影”到硅片上,当然了,使用的不是一般的光,而是特定的光源。
目前为止,EUV光刻机可以说是最先进的光刻机。
为什么台积电能够垄断全球一半以上的芯片代工市场?尤其在5nm、3nm制程更是孤独求败,背后很大原因就是人家拥有将近50多台EUV光刻机。
那么EUV光刻机,为什么如此厉害?
想象一下,你正在用一支铅笔在纸上画线,而EUV技术相当于是笔尖非常细的铅笔。
比起传统光刻机使用的光,EUV的光波长更短,这意味着它可以“画”更细、更精确的线条。
这对于芯片制造是非常重要的,因为更细的线条,意味着可以在同样大小的芯片上放入更多的元件,从而提高芯片的性能。
总之,有了EUV光刻机,就可以生产出5nm甚至更小制程的高端芯片。
对此,著名大V “立刚科技观察”认为,从DUV到EUV的发展路线,那是美国人、欧洲人的技术,我们其实没有必要沿着西方路线走,而是要突破。
当然了,不是说EUV光刻机我们就不弄,弄肯定也是要弄的,但想要跟国外拉开竞争力,对X-ray光刻机的研究也必不可少。
X-ray光刻机
可能很多人听到这个会一脸懵逼,这货是啥,咋没听说过?
X-ray光刻机,其实就是X射线光刻机,它使用的波长远小于DUV(深紫外线)和EUV(极紫外线),波长可以小于10nm,甚至接近0.01nm。
这样短的波长,理论上可以实现更小的特征尺寸,从而制造出更高集成度的芯片。比如可以制造1nm以下的芯片。
但为何我们不经常听过呢?原因在于这种技术的复杂性和挑战性。
对DUV和EUV这类紫外光,我们可以使用玻璃或者其他材料制造透镜或反射镜。
特别是在EUV光刻技术中,使用多层膜反射镜是实现图案投影的关键。
但对于X射线光刻机,则不能使用这种办法。
由于X射线的穿透性很强,传统的反射和折射技术在这里根本不起作用,所以需要用到一个非常特殊的掩模(或称为“光罩”)。
这种掩模,必须既能吸收X射线又不被其损坏。而设计和制造这样的掩模,是非常复杂和昂贵的。
其次,生成和精确控制X射线的设备相对复杂,并且需要特殊的防护措施,以确保安全。
因为X射线是一种电离辐射,已经属于核辐射的范畴,对人体有一定程度的损害。
而且还要使X射线通过特定的材料,不断改变方向,并最终聚焦到一个点上,难度可想而知。
其实早在50多年前,科学家就已经开始研发这种技术。
当时,随着半导体技术的不断进步,需要越来越高的解析度,X射线由于其非常短的波长引起了人们的关注,因为它理论上有可能为制造更小特征的芯片提供一个方法。
但由于上述的技术和经济挑战,目前X射线光刻机,还没有在商业规模的芯片生产中被广泛采用。
而其他技术,如DUV和EUV光刻,则占据了主导地位。这些技术相对来说更加成熟、可靠,而且与现有的制造工艺更加兼容。
即便如此,著名大V “立刚科技观察”还是对这种技术非常看好。
他认为在这个领域,我们的科学家已经有很多研究,也有很多积累,下一代光刻机肯定是从这个领域突破。
并且还抛出一个非常振奋人心的言论,他也相信下一代X-ray光刻机一定是中国先做出来,未来芯片制造大国也将是中国。
我查了下资料,他说的国内有很多团队对X射线光源光刻技术研发,确实不假。
上海光机所:该所自2006年起开始研究X射线光刻机,目标是开发出一台具有自主知识产权的软X射线光刻机,以实现高精度和高分辨率的光刻。
中国科学院光电技术研究所:该所对X射线微细加工技术进行了深入研究,开发了一种基于X射线显微术的微米/纳米级超精密切削加工技术。
它利用X射线的特性和光学元件的干涉效应,可以实现超精密切削和纳米级台阶的高精度加工。
北京科技大学:该大学与上海光机所合作,共同开展了X射线光刻机的研究工作,主要研究X射线光学系统、X射线源、光束整形和光束质量评估等方向。
南京大学:该大学物理学院的高精度光学团队研究了光学元件表面粗糙度对光学系统成像质量的影响,提出了相应的解决方案,并应用于软X射线显微镜中。
这些团队,在X射线光源光刻机的技术研发方面都取得了一定的进展和成果,推动了国内X射线光刻机技术的发展。
结尾
从这个角度看,这位大V说的有点道理,现在很多国家都在研制,最后比的就是看谁的速度快...
对了,比亚迪老板曾经说过“芯片是人造的,不是神造的”,何况我们好多东西的突破,不都是我们自己突破的!新中国不也是这么一路走过来的。
所以,不管是EUV光刻机,还是X-ray光刻机,都无法阻挡住中国人的创新脚步!中国加油!
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