不需要EUV光源,國產光刻機有望進入10nm,掌握浸潤式技術即可

2020-12-03 只說數碼科技

眾所周知,光刻機是制約我們晶片製造技術發展的重要設備之一了。因為在晶片製造環節之中,光刻機的成本佔35%,工時佔到40%左右。

偏偏這麼重要的設備,國產的技術還是較為落後的,目前僅能生產90nm晶片製造的光刻機,而ASML的EUV光刻機,可以實現到3nm節點了。

所以如何提高國產光刻機技術,估計是國內眾多網友、晶片企業們關心的共同話題了。很多人認為掌握EUV光刻機,可能是至關重要的一步,這樣就可以直接搞定到10nm晶片,甚至7nm晶片。

但事實上,對於光刻機而言,不需要EUV光源,也是可以搞定10nm晶片光刻,甚至7nm晶片的光刻,而目前國產光刻機也就是卡在這一環節,只要跨過去,有望進入到10nm節點。

但需要的掌握浸潤式技術。我們知道目前在光刻機上有三種光源,一種是最原始的汞燈光源,不過那是好久前了,20年前使用的技術。

後來發展到DUV光源,又有三種,那就是KrF、ArF,後來在進入到F2時卡住了,如下圖,就是將光源波長減小到157時卡住了。

這時候臺積電的林本堅提出一個想法,那就是浸潤式,原來的光刻機使用的介質是空氣,那如果介質使用水呢?利用水的折射,是不是波長就變小了,精度更高了?

於是ASML第一個實驗,成功生產出第一臺浸潤式光刻機,利用193nm波長的光源,實現了等效134nm波長光源幹的事情。

最後經intel、臺積電、三星這樣的大廠實驗發現,這種使用193nm波長的光源的光刻機,加入浸潤式技術之後,可以一直使用到7nm的晶片製造。

目前國內最強的光刻機廠商上海微電子,已經在利用ArF光源,生產出的光刻機可以用於90nm的晶片製造,只要掌握浸潤式技術,就可以提升很大一步,直接到10nm、甚至7nm也是有可能的。

當然,這一步不容易邁出,但相信只要有付出,就會有收穫,目前國產替代已經無法阻擋了,相信上海微電子掌握浸潤式技術之後,國產光刻機會有長足發展,一定程度上緩解光刻機卡脖子的問題。

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  • 中國光刻機有望進入10nm,只需掌握浸潤式技術即可
    第一是因為我國目前身上光刻機的技術比較落後,只能夠生產90納米晶片的光刻機,第二,我國不是不想取得成就,而是在向其他國家借鑑光刻機的技術時受到了一些國家的刻意阻撓。我們或許不知道,光刻機他有三種光源,最開始使用的是汞燈光源,而後來用了DUV光源,現在用的就是EUV光源。
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    也正因為如此,所以很多網友有感慨,稱中芯國際現在才14nm,別說5nm,什麼時候能夠進入到7nm就好了,這樣國內晶片設計企業們,也就有了底氣了。就比如網上一直有說法,intel的10nm技術,完全不遜色於臺積電的7nm,而intel的7nm,甚至更強於臺積電的7nm,因為從電晶體密度來看,已經是超過了,只是intel很清白。而對於中芯國際而言,7nm晶片技術,也並不遙遠,只是中芯國際並沒有稱之為7nm工藝,而是叫做N+1。
  • 中芯國際的N+1工藝,就是7nm晶片技術,但不需要EUV光刻機
    也正因為如此,所以很多網友有感慨,稱中芯國際現在才14nm,別說5nm,什麼時候能夠進入到7nm就好了,這樣國內晶片設計企業們,也就有了底氣了。但事實上,不同的廠商,對於晶片工藝節點的叫法是不同的,並且不同的廠同一工藝節點的指標也是不同的。
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    關鍵問題就在於,不管是DUV還是EUV,這兩種光刻機技術都掌握在ASML的手中。好不誇張地說,ASML在整個光刻機市場之中,處於一種絕對壟斷的地位。即便是全球最先進的代工廠商臺積電也是也非常依賴於爛ASML的EUV 光刻機。在這種EUV光刻機的幫助下,臺積電以及三星才能夠實現量產5納米,並且在2021年生產出3納米晶片。
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    雖然落後,但是國產光刻機仍然值得贏得掌聲,除了起步晚基礎差這類常見的原因,國產光刻機受西方技術禁用的影響所有的子系統全部都由國內全新自主研發,而發達國家企業則可以整合全球一切先進資源,比如ASML光刻機最核心的物鏡系統來自德國蔡司,DUV/EUV光源來自美國Cymer(2013年被ASML收購)。