中科院突破5nm光刻技術壟斷?事實殘酷卻又是把雙刃劍

2020-12-04 曉說通信

(記者 陳洲)這半年來,關於中科院「突破ASML的壟斷」、「不用EUV光刻機就能造成5nm晶片」的消息刷爆了自媒體圈。然而,情況真是這樣嗎?

《財經》新媒體近日的報導道出了事實真相:今年7月,中科院蘇州所聯合國家納米中心在《納米快報》上發表了題為《超解析度雷射光刻技術製備5納米間隙電極和陣列》的研究論文,介紹了該團隊研發的新型5 納米超高精度雷射光刻加工方法。該論文的通訊作者博士生導師劉前特別強調,「不用EUV光刻機就能造成5nm晶片」是一個誤讀,超解析度雷射光刻技術與極紫外光刻技術是兩回事。中科院研發的5nm超高精度雷射光刻加工方法的主要用途是製作光掩模,因為目前國內製作的掩模板主要是中低端的,裝備材料和技術大多來自國外。

消息一出,網友熱情開始冷卻,但此事其實是把雙刃劍,一方面,5nm晶片設備的掣肘依然存在;另一方面,最少說明我們在5nm相關的光刻領域又前進了一步,一口氣吃不成胖子,腳踏實地才能在5G時代打造出100%的國產晶片。

「中科院突破5nm技術」消息引網上熱議

2020年7月以來,一則「中科院突破5nm技術打破EUV光刻機壟斷」的話題刷爆網際網路,相關消息提到,中國科學院的論文中介紹了最新研發的一種「5納米超高精度雷射光刻加工方法」,燃起國內晶片業起飛的希望。連續幾個月,此事都在自媒體上引發的熱議。

該論文於2020年7月發表,隨後在國際知名期刊《納米通訊》(Nano Letters)上刊登。 中科院當時發新聞稿稱:研究團隊針對雷射微納加工中所面臨的實際問題出發,解決高效和高精度之間的固有矛盾,開發的新型微納加工技術在集成電路、光子晶片、微機電系統等眾多微納加工領域展現廣闊的應用前景。

青島大學新聞網於2020年7月10日報導稱,近日,中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所張子暘研究員、國家納米中心劉前研究員與青島大學物理科學學院講師夏峰合作,在Nano Letters(《納米快報》)上發表了題為5 nm Nanogap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography的研究論文,報導了一種新型5nm超高精度雷射光刻加工方法。蘇州納米所研究生秦亮、黃源清和物理科學學院夏峰為論文共同第一作者。張子暘和劉前為論文的通訊作者。

自媒體上的評論認為,5納米光刻新技術已經實現了突破,接下來只要在設備製造和生產商再次獲得突破,那麼未來可能5納米直刻技術就能夠很好的應用到生產中去了。事實真是如此嗎?

論文通訊作者劉前解釋:這是一個誤讀

據《財經》新媒體12月2日發文稱,2020年7月中科院官網宣布,蘇州所聯合國家納米中心在《納米快報》(Nano Letters)上發表了題為《超解析度雷射光刻技術製備5納米間隙電極和陣列》(5 nm Nano gap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography)的研究論文,介紹了新型5納米超高精度雷射光刻加工方法。該消息引發外界沸騰,部分媒體稱「突破ASML的壟斷」、「中國芯取得重大進展」,「中國不需要EUV光刻機就能製作出5納米製程的晶片」。

然而,該論文的通訊作者、中科院研究員、博士生導師劉前近日表示,外界對此產生了一個誤讀,這一新型5納米技術與極紫外光刻技術是兩回事,極紫外光刻技術解決的主要是光源波長的問題,而中科院研發的5納米超高精度雷射光刻加工方法的主要用途是製作光掩模,光掩模是集成電路光刻製造中不可缺少一個部分,也是限制最小線寬的瓶頸之一。目前,國內製作的掩模板主要是中低端的,裝備材料和技術大多來自國外。如果超高精度雷射光刻加工技術能夠用於高精度掩模板的製造,則有望提高我國掩模板的製造水平,對現有光刻機的晶片的線寬縮小也是十分有益的。這一技術在智慧財產權上是完全自主的,成本可能比現在的還低,具有產業化的前景。但是,即便這一技術實現商用化,要突破荷蘭ASML(阿斯麥)(NASDAQ:ASML)在光刻機上的壟斷,還有很多核心技術需要突破,例如鏡頭的數值孔徑、光源的波長等。並且,極紫外光刻機並非僅靠ASML一家之功,有將近90%的核心零部件來自全球不同企業,ASML通過收購,打通了上遊產業鏈,目前沒有一個國家能夠獨立自主完成光刻機的製造。中國以一國之力,短期內要突破ASML在極紫外光刻技術上的壟斷,幾乎是不可能的事情。

對國內製作5nm晶片能力的誤讀只是把雙刃劍

一席話給之前沸騰的媒體、業內人士、網民們澆了一大盆冷水,如博士生導師劉前所言:ASML製造的極紫外光刻機是通過:2007年100%收購美國的計算光刻公司睿初科技;2013年100%收購美國的曙光光源設備公司西盟科技;2016年100%收購中國臺灣的電子束檢測設備公司漢微科;2016年收購光學鏡頭組公司德國卡爾蔡司24.90%的股份;2019年收購荷蘭的電子束光刻機公司Mapper等操作來完成,想僅憑一國之力從無到有,難!

但是,冷靜細微分析後,其實可以發現,此次我國中科院突破超解析度雷射光刻製備5納米高精度掩模板技術的消息鬧出的烏龍歡呼事件其實是把雙刃劍。如果從不樂觀的角度看,國外對5nm晶片製造設備的壟斷依舊存在,100%國產化路途還比較遙遠,我們不能高興得太早;另一方面,如果樂觀地分析,最少能說明我們在5nm相關的光刻機領域又突破了一項技術,又前進了一步,在該領域的話語權又增加了一定的比例。

所謂「一口氣吃不成胖子」、「羅馬城不是一日建成的」,只有腳踏實地,才有可能在5G高速發展的時代,打造出100%國產的晶片。

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    中國科學院早前發表論文,介紹最新研發的一種「5納米超高精度雷射光刻加工方法」,燃起國內晶片業起飛的希望。但事實證明仍空歡喜一場,負責撰寫的中科院學者昨日(1日)開腔,形容是外界誤讀。 該篇論文7月發表,隨後在國際知名期刊《納米通訊》(Nano Letters)刊登。
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