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在芯片領域四川光刻機有了新進展

作者:admin 發布日期:2019-4-9 關注次數: 二維碼分享

光刻機可能大多數人都不了解,它是我們制作芯片的重要裝備。對于芯片也是制約一個國家科技,設備發展的重要因素。下面就隨著四川光刻機公司一起來看看中科院研究出新型紫外超分辨光刻機這一突破中間發生的一些小故事和這一設備誕生的歷程。


經過近七年艱苦攻關,“超分辨光刻裝備研制”項目通過驗收。這意味著,現在中國有了“世界上首臺分辨力紫外(即22納米@365納米)超分辨光刻裝備”。


換句話說,我國科學家研制成功了一種非常強大的光刻機。


光刻機,那可是芯片制造的核心裝備。我國一直在芯片行業受制于人,在光刻機領域更是如此,時常遭遇國外掐脖子、禁售等種種制約。


對于這次的突破,驗收專家組的意見是:


“該光刻機在365納米光源波長下,單次曝光線寬分辨力達到22納米。項目在原理上突破分辨力衍射極限,建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發新路線,繞過國外相關知識產權壁壘。”


消息一出,很多人都紛紛稱贊,但大多數都是不明覺厲,當然也有人說是吹牛。這個消息背后,到底意味著什么呢?


這個突破亮點很多,其中值得關注的有幾個點,量子位簡單總結如下:


光源:粗刀刻細線


這個國產的光刻機,采用365納米波長光源,屬于近紫外的范圍。


通常情況下,為了追求更小的納米工藝,光刻機廠商的解決方案是,使用波長越來越短的光源。ASML就是這種思路。


現在國外使用最廣泛的光刻機的光源為193納米波長深紫外激光,光刻分辨力只有38納米,約0.27倍曝光波長。


這臺國產光刻機,可以做到22納米。而且,“結合雙重曝光技術后,未來還可用于制造10納米級別的芯片”。


也就是說,中科院光電所研發的這臺光刻機,用波長更長(近紫外)、成本更低(汞燈)的光源,實現了更高的光刻分辨力(0.06倍曝光波長)。


項目副總設計師、中科院光電技術研究所研究員胡松在接受《中國科學報》采訪時,打了一個比方:“這相當于我們用很粗的刀,刻出一條很細的線。”這就是所謂的突破分辨力衍射極限。


因此,它也被稱為世界上首臺分辨力的紫外超分辨光刻裝備。


四川光刻機



成本:高端設備“白菜價”


波長越短,成本越高。


為獲得更高分辨力,傳統上采用縮短光波、增加成像系統數值孔徑等技術路徑來改進光刻機,但問題在于不僅技術難度極高,裝備成本也極高。


ASML第五代光刻機使用波長更短的13.5納米極紫外光(EUV),用于實現14納米、10納米、及7納米制程的芯片生產。


一臺這樣的光刻機售價1億美元以上。


而中科院光電所這臺設備,使用波長更長、更普通的紫外光,意味著國產光刻機使用低成本光源,實現了更高分辨力的光刻。


有網友評價稱,中國造的光刻機說不定和其他被中國攻克的高科技設備一樣,以后也成了白菜價。


突破:破局禁運,彎道超車


這臺光刻機的出現,還有另一個重要的意義。


這里我們引用央廣的報道:


“超分辨光刻裝備項目的順利實施,打破了國外在高端光刻裝備領域的壟斷,為納米光學加工提供了全新的解決途徑,也為新一代信息技術、新材料、生物醫療等先進戰略技術領域,基礎前沿和國防安全提供了核心技術保障。


項目副總設計師、中科院光電技術研究所研究員胡松介紹:“第一個首先表現于我們現在的水平和國際上已經可以達到持一致的水平。分辨率的指標實際上也是屬于國外禁運的一個指標,我們這項目出來之后對打破禁運有很大的幫助。”


“第二個如果國外禁運我們也不用怕,因為我們這個技術再走下去,我們認為可以有保證。在芯片未來發展、下一代光機電集成芯片或者我們說的廣義芯片(研制領域),有可能彎道超車走在更前面。”


局限


當然,我們也不能頭腦發熱。


這個設備的出現,并不意味著我國的芯片制造立刻就能突飛猛進。一方面,芯片制造是一個龐大的產業生態,另一方面中科院光電所的光刻機還有一定的局限。


據介紹,目前這個裝備已制備出一系列納米功能器件,包括大口徑薄膜鏡、超導納米線單光子探測器、切倫科夫輻射器件、生化傳感芯片、超表面成像器件等,驗證了該裝備納米功能器件加工能力,已達到實用化水平。


也就是說,目前主要是一些光學等領域的器件。


不過也有知乎網友表示“以目前的技術能力,只能做周期的線條和點陣,是無法制作復雜的IC需要的圖形的”。


這一技術被指“在短期內是無法應用于IC制造領域的,是無法撼動ASML在IC制造領域分毫的……但形成了一定的威脅,長期還是有可能取得更重要的突破的。”


中國光刻機制造落后現狀


目前國際上生產光刻機的主要廠商有荷蘭的ASML、日本的尼康、佳能。其中,數ASML技術很先進。


國內也有生產光刻機的公司,比如上海微電子裝備,但技術水平遠遠落后于ASML。


上海微電子裝備目前生產的光刻機僅能加工90納米工藝制程芯片,這已經是國產光刻機高水平。而ASML已經量產7納米制程EUV光刻機,至少存在著十幾年的技術差距。

光刻機是制造芯片的核心裝備,過去一直是中國的技術弱項。光刻機的水平嚴重制約著中國芯片技術的發展。我們一直在被“卡脖子”。

國內的芯片制造商中芯國際、長江存儲等廠商不得不高價從ASML買入光刻機。

今年5月,日經亞洲評論曾報道,中芯國際向國際半導體設備大廠ASML下單了一臺1.2億美元的EUV光刻機,預計將于2019年初交貨。

另外,長江存儲今年也從ASML買入一臺浸潤式光刻機,售價高達7200萬美元。

那么,所謂的光刻機到底是啥?

光刻機原理

光刻機,芯片制造的核心設備之一。中科院光電所的胡松、賀曉棟在《中科院之聲》發表的一篇文章中這樣介紹它的重要性:


“后工業時代包括現在的工業3.0、工業4.0,都以芯片為基礎,光刻機作為制造芯片的工具,就相當于工業時代的機床,前工業時代的人手。


但比較特殊的是,光刻機以光為“刀具”。具體來說,工藝流程大致是這樣的:


“在硅片表面覆蓋一層具有高度光敏感性光刻膠,再用光線透過掩模照射在硅片表面,被光線照射到的光刻膠會發生反應。


此后用特定溶劑洗去被照射/未被照射的光刻膠, 就實現了電路圖從掩模到硅片的轉移。”


這只是一個簡化的過程,通常情況下,想要用光刻機制造出一個芯片,需要在極其細微的結構上進行上百次套刻和數千道工藝,需要幾百種設備才能完成。


這次中科院研制成功的光刻機,能力達到了22納米。這是什么概念呢?中科院的文章中提到了一個對比:


“頭發的直徑約為80微米,22納米是頭發直徑的1/3600。也就是說,這個光刻機能夠在頭發表面加工各種復雜的結構。”


這臺光刻機,是誰研發出來的?


中科院光電所的7年探索


這臺光刻機背后的研究機構是中科院光電所。


帶頭完成這項研發任務的,是中科院光電所所長、超分辨光刻裝備項目首席科學家、中國科學院大學教授&博導羅先剛研究員。

更多關于四川光刻機的詳情信息,可撥打我司熱線了解咨詢:13908187709。成都鑫南光機械設備有限公司是由一家百年老軍工企業(國營南光機器廠)在改制過程中應運而生的股份制企業,公司順利通過了:ISO9001:2008國際質量體系認證。公司專業提供在微電子工藝生產方面使用的多種型號光刻機;在真空釬焊、陶瓷金屬化、燒氫退火工藝等方面使用的各型真空爐、氫氣爐;在零件真空干燥(儲存)柜、真空鍍膜機等設備的設計和制造方面,公司均有自己獨特的專長。期待與您的合作!


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