一、光刻機中國能造嗎
可以。目前中國最牛的光刻機生(sheng)產商就(jiu)是上海微(wei)電子裝備公司(SMEE),它可以做到最精密(mi)的加工制程是90nm,相當于2004年最新款的intel奔騰四處理器(qi)的水平。
別小瞧這(zhe)個90nm制(zhi)程的能力。這(zhe)已經足(zu)夠(gou)驅動基礎的國(guo)防(fang)和工業。哪怕是面對“所有進(jin)口光刻機都瞬間停止工作”這(zhe)種極端的情(qing)況時,中國(guo)仍然有芯片可用。
在(zai)這種(zhong)情況下,“斷供”就達不(bu)(bu)到(dao)“弄(nong)死(si)人”的(de)效果,最(zui)大的(de)作用其(qi)實是(shi)“談(tan)判籌碼(ma)”,不(bu)(bu)會真的(de)發生。
于是(shi),中國這兩年(nian)芯片進口價值(zhi)超越(yue)了石油,蔚為壯觀(guan)。計算力“基建(jian)”的最后一顆龍珠(zhu)也基本穩住(zhu)。
這(zhe)些芯片進入了(le)服務器(qi)和移(yi)動設備(bei),成(cheng)(cheng)為了(le)云上算(suan)(suan)力和端上算(suan)(suan)力,組(zu)成(cheng)(cheng)了(le)龐大的“互聯網基建”,組(zu)成(cheng)(cheng)了(le)下一個(ge)大時代(dai)的入場(chang)券。
二、國產光刻機和荷蘭光刻機的差距在哪里
中國的(de)光(guang)刻(ke)技術(shu)(shu)和(he)荷蘭ASML的(de)EUV光(guang)刻(ke)技術(shu)(shu),關(guan)鍵點的(de)區別(bie)在于采用紫外光(guang)源的(de)不同和(he)光(guang)源能量控制。
1、紫外光源的不同
中國光(guang)刻技術采(cai)用(yong)(yong)193nm深紫外光(guang)源(yuan),荷(he)蘭ASML的EUV采(cai)用(yong)(yong)13.5nm極(ji)紫外光(guang)源(yuan)。
光(guang)(guang)刻(ke)是制(zhi)程芯片(pian)最關鍵技術,制(zhi)程芯片(pian)過程幾乎離不開光(guang)(guang)刻(ke)技術。但光(guang)(guang)刻(ke)技術的核(he)心(xin)是光(guang)(guang)源,光(guang)(guang)源的波(bo)長決定了光(guang)(guang)刻(ke)技術的工藝能力。
我國光(guang)刻技(ji)術采用193nm波(bo)長的深紫(zi)(zi)外(wai)光(guang)源(yuan),即將準分子深紫(zi)(zi)外(wai)光(guang)源(yuan)的波(bo)長縮(suo)小到ArF的193nm。它可(ke)實現最高工(gong)藝(yi)節(jie)點是65nm,如采用浸(jin)入(ru)式技(ji)術可(ke)將光(guang)源(yuan)縮(suo)小至(zhi)134nm。為提高分辨率(lv)采取NA相移掩模技(ji)術還可(ke)推(tui)進到28nm。
到了28nm以后,由于單次曝光的(de)圖形(xing)間距無法(fa)進一步(bu)提升,所以廣泛(fan)使(shi)用多(duo)次曝光和刻蝕的(de)方法(fa)來求得更致密的(de)電子線路圖形(xing)。
荷蘭ASML的(de)EUV光(guang)(guang)刻技(ji)術,采用(yong)是美國研發提供的(de)13.5nm極紫外(wai)光(guang)(guang)源為工作波長的(de)投影(ying)光(guang)(guang)刻技(ji)術。是用(yong)準分(fen)子(zi)激光(guang)(guang)照射在錫等靶材上激發出13.5nm光(guang)(guang)子(zi)作為光(guang)(guang)刻技(ji)術的(de)光(guang)(guang)源。
極紫(zi)外(wai)光源是傳統光刻技(ji)術(shu)向(xiang)更短波長的(de)合(he)理(li)延伸,被行業賦予(yu)了拯救摩(mo)爾定(ding)律的(de)使命。
當(dang)今(jin)的ASML的EUV光刻(ke)(ke)技術(shu),已(yi)能用(yong)13.5nm極紫(zi)(zi)外(wai)光制程7nm甚(shen)至5nm以下芯片。而我國還(huan)是(shi)采(cai)用(yong)193nm深紫(zi)(zi)外(wai)源光刻(ke)(ke)技術(shu),如上海(hai)微電子28nm工藝即是(shi)如此。
雖然我們(men)采用DUV光(guang)刻(ke)技術通(tong)過多重(zhong)曝光(guang)和刻(ke)蝕(shi)方法提升制程工(gong)藝,但(dan)成本巨(ju)大、良率較低、難以(yi)商業化(hua)量產。所(suo)以(yi)光(guang)源的(de)不同(tong)導致光(guang)刻(ke)技術的(de)重(zhong)大區別。
2、光源能量控制不同
在(zai)光(guang)刻(ke)技術的光(guang)源能量精(jing)準控制上,我(wo)國光(guang)刻(ke)技術與荷(he)蘭的EUV也有重大(da)區別(bie)。
光刻(ke)技術(shu)的(de)光學系統極其復(fu)雜,要(yao)減小誤差(cha)達到高精度要(yao)求,光源的(de)計量和控制(zhi)非常重要(yao)。它可(ke)通過透鏡曝光的(de)補償參數決定光刻(ke)的(de)分辨率和套刻(ke)精度。
光刻技術(shu)的分(fen)辨(bian)率代表(biao)能清晰投影最小(xiao)圖像的能力,和光源(yuan)(yuan)波長有著密(mi)切關(guan)係(xi)。在光源(yuan)(yuan)波長不變(bian)情(qing)況下,NA數值孔徑大小(xiao)直接決(jue)定光刻技術(shu)的分(fen)辨(bian)率和工(gong)藝節點(dian)。
我國在精(jing)密加工透鏡技術上無法與ASML采(cai)用的德(de)國蔡司鏡頭相比,所以光刻技術分辨(bian)率難以大幅提高。
套刻(ke)精度是(shi)光刻(ke)技(ji)術(shu)非常重要的技(ji)術(shu)指(zhi)標,是(shi)指(zhi)前(qian)后(hou)兩道工序、不同鏡頭之間彼此(ci)圖(tu)形對準(zhun)精度。如果對準(zhun)偏差、圖(tu)形就(jiu)產生誤差,產品(pin)良率就(jiu)小(xiao)。
所以(yi)需不斷調(diao)整(zheng)透鏡(jing)曝(pu)光補償參數和光源計量進(jin)行控制,達(da)到滿意的(de)光刻效果。我國除缺(que)少精密加工透鏡(jing)的(de)技術(shu)外,在光源控制、透鏡(jing)曝(pu)光參數調(diao)整(zheng)上也是缺(que)乏相關技術(shu)的(de)。
我國在(zai)5G時(shi)代、大數據和人工智能都要(yao)用(yong)到高端芯片(pian),離不開頂尖的光(guang)刻技(ji)術,這是必須要(yao)攀登的“高峰(feng)”。相信我國刻苦(ku)研發后能掌握先進(jin)的光(guang)刻技(ji)術和設備(bei),制程生(sheng)產(chan)自己所需(xu)的各種高端芯片(pian)。