光刻機的制造難度主要在于三大關鍵設備:光源、雙工件臺、光刻機鏡頭。
而在光源方面,毫無疑問Z國的世界最強的那個,這個結論從激光武器Z國明顯領先M國便能得出。
一個小小的光刻機光源,完全難不倒Z國的科研人員。
雙工件臺就不太容易了,據說ASML研發的基于磁懸浮平面電機的雙工件臺產品,其掩模臺的運動控制精度做到了2納米,大大提升了芯片加工的精度和效率。
如此先進的雙工件臺,外國專家曾傲慢地說:“全世界沒有第二家機構能做出來。”
然而僅僅過去五年不到,Z國菁華大學的一個科研團隊,研制的運動精度控制在2納米左右的雙工件臺,成功通過了整機驗收。
關鍵技術指標達到了國際同類光刻機雙工件臺技術水平。
雙工件臺也被Z國人攻克了。
最后就是光刻機鏡頭,近些年光學鏡頭領域進步飛速,甚至有家民用衛星公司制造的光學衛星,分辨率就達到了1米、0.5米,地面的航母、軍艦、車輛一覽無余,甚至可以拍攝正在起飛的飛機,拍攝火箭發射畫面,清晰度令人吃驚。
民用光學衛星的表現已如此夸張,軍用當然更不得了。
這反映出的,是Z國在光學鏡頭領域的進步。
光刻機鏡頭自然也難不倒Z國的科研人員。
所以光源、雙工件臺、光刻機鏡頭這三大用于制造光刻機的核心設備,Z國全部掌握。
這也正是ASML公司對Z國放開光刻機銷售的原因…嚴厲的封鎖,光刻機領域,只會導致Z國以更快的速度取得突破。
兔子被逼急了,會要你的命。
而Z國的光刻機至今沒有趕上國外最先進水平,一方面是市場份額被人牢牢把控;其次走相同的技術路線,會不可避免地會侵犯到ASML的知識產權,引發專利官司。
再加上一些關鍵設備的禁售。
國產的光刻機發展始終不溫不火。
即便如此,為了繞開國外的專利壁壘,Z科院光電所另辟蹊徑,研制了一款全新的光刻機——
超分辨納米光刻機。
這種光刻機采用了與傳統光刻設備完全不同的技術路線,用365納米近紫外光源,單次曝光最高線寬分辨力達到22納米,結合多重曝光技術后,可用于制造109納米級別的芯片。
而這款光刻設備,使用的是波長更長、更普通的紫外光,在普通環境下便能完成光刻,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。
制造成本只有ASML公司光刻機的幾分之一,乃至十幾分之一。
技術原理層面的突破,更是相當于別人在開山修路的時候,你打通了一條隧道。
不過超分辨納米光刻機雖好,卻也存在一個較為嚴重的缺陷。
那就是曝光時間過長。
尤其實在芯片領域,EUV光刻機曝光15秒便能完成的任務,超分辨光刻機需要十多天。
更加形象的比喻是,傳統光刻機是直接拍出一張照片,超分辨光刻則是拿一支筆,慢慢畫出一張圖片…效率差別巨大。
商海微電子公司。
來到這家公司調研的陳今,看到面前的這臺22納米超分辨光刻機,聽了該公司的老總張昱明的介紹后。
“你說這么好的設備,不能用于芯片的制造,為什么不能?”
陳今皺著眉頭,這太可惜了吧。
“不是不能,而是太慢!我們想了各種辦法提高它的曝光效率,但曝光一張影刻,依然需要五天的時間,效率是傳統光刻幾萬分之一,這完全抵消了我們的成本優勢,只適合給一些較小規模的市場,比如軍用芯片、光學器件、高精密光柵、光子晶體陣列等等,這些領域我們的超分辨光刻機賣了好幾十臺。”
“但大規模的芯片制造,只能老老實實地發展傳統光刻。”
張昱明搖著頭道。
目前商微電子的10nm光刻機,走的就是193nm光源浸沒式光刻路線,但制造成本太高,沒有市場競爭力,又面臨著ASML的專利壁壘,故而沒有推向市場。
EUV光刻方面,商微電子與國內很多機構合作,取得了一定的突破,但也面臨專利方面的問題。
很多高精尖設備,不是說Z國人打破不了壟斷,而是專利壁壘擋在了那里。
“你們有沒有辦法加快它的曝光效率,趕上傳統光刻機呢?”
陳今問道,他覺得超分辨光刻這條路線,真的可以繼續走下去,應用于大規模芯片制造。
“辦法有!但實現太難了,以現有的技術,幾乎不可能實現。”
“你先說說你的辦法。”
“增加‘筆’的數量,就是把光刻鏡頭做小!在手指頭大小的光刻鏡頭內,集成1萬個微型鏡頭,讓這些微型鏡頭同時參與工作,完成集成電路的影刻。”
張昱明搖著頭,見陳今聽得一臉認真,不得不繼續道:“芯片內部的結構并不是非常復雜,每個die都是一樣的構造,每個晶體管也是相同的,一萬個微型鏡頭,同步完成一樣的工作,可大大加快超分辨光刻的效率。”
“甚至如果能做出這樣的光刻鏡頭,我們可以在一臺超分辨光刻設備內,集成十組、一百組光刻鏡頭,在直徑超過100英寸的晶圓上進行光刻,10萬、100萬個的微型鏡頭同時工作,整體光刻效率,甚至遠遠超過傳統光刻機!”
“但…太難了,以現有的工業制造能力,生產出那樣的光刻鏡頭,至少得等到20年以后。”
問題是二十年后,隨著工業技術的提高,傳統光刻機的造價也降下去了,超分辨光刻還是不具有明顯的競爭優勢…這條路,前景雖好,卻注定成不了一條光明大道。
“所以說,主要只是一個光刻鏡頭的問題,對么?”
陳今眼里閃爍亮光說道。
“是的,主要的難點就是鏡頭。”
“好辦,鏡頭好辦…星海科技,有辦法提供你所說的這種鏡頭。”陳今說道。
張昱明正點著頭。
突然卡了一下。
扭過頭看著陳今,一臉呆愕!
喃喃問道:“陳總你說什么?”