中國最新研發的22nm光刻機和asml的光刻機有什麼區別?

平西村在線


先正面做答:主要還是因為定位上有根本性的不同。


先摘錄新聞裡面的一句原話,這個就當做是前言了:

目前荷蘭ASML公司壟斷的尖端集成電路光刻機,加工極限為7納米。光電所的光刻機分辨率為22納米,但定位有所不同。 光電所的光刻機擅長加工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、生化傳感芯片和超表面成像器件,這對中國的遙感成像、生化痕量測量、特種表面材料等領域有重要意義。”

想理解這個問題,首先要改變一下自己心目中對“芯片”這個概念的定義。

一般人對芯片的理解,可能也就侷限於電腦cpu、手機芯片,例如intel 8700、驍龍835之類的東西,可是實際上,隨著網絡的發展,芯片的概念在不斷的擴大,凡是擁有運算能力或者集成規模電路的東西,其實都可以被稱為“芯片”。例如計算器裡面的計算核心(一般被稱為單片機)、變壓器芯片(如XL1530)等等,其實都是芯片的一種。

上圖就是封裝之後的XL1530芯片,它也是芯片,但是跟一般人認識中的CPU之類的東西差別很大。


然後,我們來了解一下光刻機,以及光刻機之間的差別。

顧名思義,它是用“光”來“刻”一個圖像的機器,“光刻”指的是在硅片表面勻膠,然後將掩模版上的圖形轉移光刻膠上,從而將器件或電路結構臨時"複製"到硅片上的過程。

其原理有些複雜,但是我們可以簡單的理解為“光刻機就如同一個極其精密的畫筆”,是一個能把非常複雜的精密電路畫在非常非常小的硅片上的“畫筆”。

如同毛筆、鋼筆、鉛筆、圓珠筆都是筆,但是存在差異一樣,光刻機由於其光源的不同,也存在差異

不同波長的光源,只能用來加工不同的材料。

有了上述基礎認識,現在讓我們再通過新聞中的一句話,來了解一下我國這臺光刻機,和生產cpu所使用的ASML的光刻機有什麼區別:

“ASML的EUV光刻機使用的13.5納米的極紫外光源,價格高達3000萬元,還要在真空下使用。而我們使用的365納米紫外光的汞燈,只要幾萬元一隻。我們整機價格在百萬元級到千萬元級,加工能力介於深紫外級和極紫外級之間,讓很多用戶大喜過望。”

這段話出自我國“超分辨光刻裝備研製”項目副總設計師胡松之口,可見我國光刻機所使用的光源和EUV光刻機的光源完全就不一樣

其中有兩個原因:

一方面受限於成本;胡松設計師說的很清楚,我國光刻機整機價格才百萬元到千萬元級別。相比EUV光刻機來說,一個光源就能買我國這個光刻機好幾臺了。

另一方面,受限於我國實際的科研需求。我國光刻機的主要目的,還是為了解決高端探測器、傳感器之類的需求,是為了推進相關領域科研及高精尖技術的繼續進步,原本也就沒準備解決民用芯片問題。


所以,如果看到了這裡,相信大家也就能理解了,我國的光刻機和EUV光刻機之類的東西,定位不一樣,光源也不同,就如同毛筆和圓珠筆,同樣是筆,但是各有所長。


另外,給大家免費奉送一個小知識,也算是為我自己辯解一下:

2017年,我國中科院已經研製成功了世界上“最亮的極紫外光源”,並且可以應用在光刻領域。如今再配合上精度達到22納米的光刻機技術,兩相融合之下,其實製造高精度的CPU應該已經不遠了。

下面引用當時新聞報道中中科院副院長王恩哥的原話:

中科院副院長王恩哥說,這是中國科學院乃至中國又一項具有極高顯示度的重大科技成果,裝置中90%%的儀器設備均由中國自主研發,標誌著中國在這一領域佔據了世界領先地位,將大大促進中國在能源、光學、物理、生物、材料、大氣霧霾、光刻等多個重要領域研究水平的提升

注意到最後一句我加粗的部分沒有?

“將大大促進中國在光刻等多個重要領域研究水平的提升”


光源和高精度光刻機技術都已完備,你還怕我國製造不出來同級別cpu這樣的東西?

我覺得應該在不遠的將來就能實現,即使追不上世界一流,最起碼也得是中高端吧?


之前有人在提問“如何看待我國光刻機研製成功”的問題下面,我說這標誌著我國在芯片領域不再被扼住咽喉,當時先後有多位網友指責我外行,但是我真的覺得我雖然不專業,但也不至於真就這麼外行。

以我今天列舉出來的這些東西,我真的覺得我國即將在芯片領域崛起,不服來辯,評論區等你。

別的不說,這個事情,我為祖國感到驕傲。


酔語


ASML代表傳統光刻技術的巔峰。因為光有衍射的問題,波長越大衍射就越大,就越難精細,於是要刻細線就需要更短波長的光去刻,或者通過多重曝光來提高精細程度,而更高要求的光源成本就更貴、更多重曝光的成本也更高、同時要求更高精準的設備就更貴。現在普遍是用193nm波長的深紫外光通過多重曝光製造22nm、16/14/12nm、10nm芯片,甚至可以造7nm芯片,但曝光成本和難度極大增加,因此開始用波長10~14nm的極紫外光刻機,但這就對光源提出極高的要求,一個光源就得上千萬美元。

我國這個技術則是用波長365nm的紫外光通過表面等離子方式迅速收窄波長,達到精細光刻的要求,根據宣佈的情況看,單次曝光就能造22nm芯片,雙重曝光就基本能造10nm芯片,而幾萬十幾萬美元一個的光源可便宜多了。

這兩種技術特色打個比方來說:ASML光刻機是用小刀刻細線,屬於非常精細的小刀去刻細線;我國這次的光刻技術是大刀刻細線,就好像刀刃不夠細,但厚刀刃放出的刀氣能刻細線。


心息相戀


一個是做生產線量產用的,一個是做出來糊弄領導,驗收後騙國家補貼用的


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