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光刻机的制造难度主要在于三大关键设备:光源、双工件台、光刻机镜头。
而在光源方面,毫无疑问z国的世界最强的那个,这个结论从激光武器z国明显领先m国便能得出。
一个小小的光刻机光源,完全难不倒z国的科研人员。
双工件台就不太容易了,据说asml研发的基于磁悬浮平面电机的双工件台产品,其掩模台的运动控制精度做到了2纳米,大大提升了芯片加工的精度和效率。
如此先进的双工件台,外国专家曾傲慢地说:“全世界没有第二家机构能做出来。”
然而仅仅过去五年不到,z国菁华大学的一个科研团队,研制的运动精度控制在2纳米左右的双工件台,成功通过了整机验收。
关键技术指标达到了国际同类光刻机双工件台技术水平。
双工件台也被z国人攻克了。
最后就是光刻机镜头,近些年光学镜头领域进步飞速,甚至有家民用卫星公司制造的光学卫星,分辨率就达到了1米、米,地面的航母、军舰、车辆一览无余,甚至可以拍摄正在起飞的飞机,拍摄火箭发射画面,清晰度令人吃惊。
民用光学卫星的表现已如此夸张,军用当然更不得了。
这反映出的,是z国在光学镜头领域的进步。
光刻机镜头自然也难不倒z国的科研人员。
所以光源、双工件台、光刻机镜头这三大用于制造光刻机的核心设备,z国全部掌握。
这也正是asml公司对z国放开光刻机销售的原因……严厉的封锁,光刻机领域,只会导致z国以更快的速度取得突破。
兔子被逼急了,会要你的命。
而z国的光刻机至今没有赶上国外最先进水平,一方面是市场份额被人牢牢把控;其次走相同的技术路线,会不可避免地会侵犯到asml的知识产权,引发专利官司。
再加上一些关键设备的禁售。
国产的光刻机发展始终不温不火。
即便如此,为了绕开国外的专利壁垒,z科院光电所另辟蹊径,研制了一款全新的光刻机——
超分辨纳米光刻机。
这种光刻机采用了与传统光刻设备完全不同的技术路线,用365纳米近紫外光源,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米,结合多重曝光技术后,可用于制造10~9纳米级别的芯片。
而这款光刻设备,使用的是波长更长、更普通的紫外光,在普通环境下便能完成光刻,意味着国产光刻机使用低成本光源,实现了更高分辨力的光刻。
制造成本只有asml公司光刻机的几分之一,乃至十几分之一。
技术原理层面的突破,更是相当于别人在开山修路的时候,你打通了一条隧道。
不过超分辨纳米光刻机虽好,却也存在一个较为严重的缺陷。
那就是曝光时间过长。
尤其实在芯片领域,euv光刻机曝光15秒便能完成的任务,超分辨光刻机需要十多天。
更加形象的比喻是,传统光刻机是直接拍出一张照片,超分辨光刻则是拿一支笔,慢慢画出一张图片……效率差别巨大。
……
商海微电子公司。
来到这家公司调研的陈今,看到面前的这台22纳米超分辨光刻机,听了该公司的老总张昱明的介绍后。
“你说这么好的设备,不能用于芯片的制造,为什么不能?”
陈今皱着眉头,这太可惜了吧。
“不是不能,而是太慢!我们想了各种办法提高它的曝光效率,但曝光一张影刻,依然需要五天的时间,效率是传统光刻几万分之一,这完全抵消了我们的成本优势,只适合给一些较小规模的市场,比如军用芯片、光学器件、高精密光栅、光子晶体阵列等等,这些领域我们的超分辨光刻机卖了好几十台。”
“但大规模的芯片制造,只能老老实实地发展传统光刻。”
张昱明摇着头道。
目前商微电子的10nm光刻机,走的就是193nm光源浸没式光刻路线,但制造成本太高,没有市场竞争力,又面临着asml的专利壁垒,故而没有推向市场。
euv光刻方面,商微电子与国内很多机构合作,取得了一定的突破,但也面临专利方面的问题。
很多高精尖设备,不是说z国人打破不了垄断,而是专利壁垒挡在了那里。
“你们有没有办法加快它的曝光效率,赶上传统光刻机呢?”
陈今问道,他觉得超分辨光刻这条路线,真的可以继续走下去,应用于大规模芯片制造。
“办法有!但实现太难了,以现有的技术,几乎不可能实现。”
“你先说说你的办法。”
“增加‘笔’的数量,就是把光刻镜头做小!在手指头大小的光刻镜头内,集成1万个微型镜头,让这些微型镜头同时参与工作,完成集成电路的影刻。”
张昱明摇着头,见陈今听得一脸认真,不得不继续道:“芯片内部的结构并不是非常复杂,每个die都是一样的构造,每个晶体管也是相同的,一万个微型镜头,同步完成一样的工作,可大大加快超分辨光刻的效率。”
“甚至如果能做出这样的光刻镜头,我们可以在一台超分辨光刻设备内,集成十组、一百组光刻镜头,在直径超过100英寸的晶圆上进行光刻,10万、100万个的微型镜头同时工作,整体光刻效率,甚至远远超过传统光刻机!”
“但……太难了,以现有的工业制造能力,生产出那样的光刻镜头,至少得等到20年以后。”
问题是二十年后,随着工业技术的提高,传统光刻机的造价也降下去了,超分辨光刻还是不具有明显的竞争优势……这条路,前景虽好,却注定成不了一条光明大道。
“所以说,主要只是一个光刻镜头的问题,对么?”
陈今眼里闪烁亮光说道。
“是的,主要的难点就是镜头。”
“好办,镜头好办……星海科技,有办法提供你所说的这种镜头。”陈今说道。
张昱明正点着头。
突然卡了一下。
扭过头看着陈今,一脸呆愕!
喃喃问道:“陈总你说什么?”
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