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我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大

  • 日期:2020-01-14 19:37:23
  • 来源:互联网
  • 编辑:小优
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大家都知道,光刻机是芯片制造过程当中一个重要的环节,光刻机直接决定着芯片的质量。而我国作为全球最大的芯片消费国之一,每年进口的芯片都达到几万亿。

我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大(图1)

但是作为世界上芯片消费大国,我在芯片制造方面却并没有拿得出手的一些技术或者企业,而我国在芯片制造方面之所以跟一些发达国家有较大的差距,这里面最主要的一个原因就是光刻机的限制。

虽然最近十几年我国一直在致力于研究光刻机,但是取得的成果并不是很明显,目前我国光刻机最高技术也就上海微电子所生产的90nm光刻机。除此之外,目前合肥芯硕半导体公司也具备量产200nm光刻机的实力,无锡影幻半导体公司也具备200nm光刻机量产的实力。

但是目前这些国产光刻机企业跟asml、尼康等具备28nm以上工艺光刻机的企业相比,差距还是比较大的,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大。

表面上看,90nm跟28nm或者是7nm从数字上来看差距不是很大,但实际上这里面是千差万别的,光刻机每上一个台阶技术难度就会大大增加,可能从90nm升级到65nm并不难,但是从65nm升级到45nm,就是一个技术节点了,45nm的光刻机技术明显要比90nm和65nm难很多,至于28nm、14nm和7nm,甚至未来有可能出现的3nm,那难度就更大了,也正因为如此,我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢。

我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大(图2)

毕竟光刻机的制造研发并不是某一个企业能够单独完成的,这里面涉及的技术非常复杂,需要很多顶尖的企业相互配合才可以完成,比如荷兰asml作为目前全球最顶尖的光刻机制造商,是全球唯一能够生产出7nm光刻机的企业,但是asml也需要美国企业提供光源设备,需要德国蔡司提供光学设备,此外还有来自英特尔,台积电,三星,海力士等众多芯片巨头的资金支持还有技术支持。

而目前制造高端光刻机所需要的一些零部件外国都是对我国进行技术封锁的,我国又并不具备单独生产这些高端零部件的实力,这也是为什么我国光刻机长期停滞在90mm,很难有突破的重要原因。

好在天无绝人之路,任何困难都阻挡不了中国实现芯片独立自主的梦想,经过多年的研发和积累之后,最近几年我国光刻机的研发成果取得了比较喜人的成绩。

比如2018年8月份,清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第二个具备双工作台光刻机的国家。这种双工作台光刻机的研发难度是非常大的,失败的风险非常高,之前有很多国家都曾经做过试验,但基本上都半途而废了。

我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大(图3)

再比如2018年11月,由中国科学院光电技术研究所所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收,该装备采用365nm波长的紫外光单次成像,实现了22纳米的分辨率,结合双重曝光技术后,未来还有可能用于制造10nm级别的芯片,这为我国芯片加工提供了全新的解决途径。

到了2019年之后,我国的芯片研发又向前推进了一步,2019年4月,武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限,采用远场光学的办法,成功刻出9nm线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新,这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断,在这个全新的技术领域内,我国从材料、软件到光机电零部件都不再受制于人,使得我国的光刻机技术又向前迈进了一步。

我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大(图4)

总之,在光刻机制造领域,虽然我国跟asml等顶尖企业还有很大的差距,但是我们也看到目前我国的光刻机研发进步是非常明显的,未来我国光刻机跟国际的差距会逐渐缩小,甚至有可能会达到世界先进水平。

本文相关词条概念解析:

光刻机

光刻机/紫外曝光机(MaskAligner)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫MaskAlignmentSystem.一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。Photolithography(光刻)意思是用光来制作一个图形(工艺);在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

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