光刻机,高端制造工艺技术之痛

根据今日最新消息,台积电获得白宫供应许可,将继续为华为海思提供芯片代工服务。不过大家也不要保佑乐观的心态,条件是仅允许为华为提供28mn及以上工艺。对一些光刻机技术不感冒的朋友解释下,28nm光刻机工艺普及阶段是2012年,使用该工艺的芯片的产品有我们熟悉的高通800/801/810系列,或者是年代久远的750Ti显卡。这是白宫对华为的侮辱。

28nm工艺SOC

今天看到这个标题为《大获胜利,台积电继续为华为代工》的文章,我久久不能平静,甚至有点恨铁不成钢,难道对于别人的施舍和战略上的心理打击我们还要感到高兴的振奋人心吗?对此我想告诉此文该作者,当别人扔地上一口臭肉,你仍掉了自己的馒头,摇着尾巴告诉同伴,看,我吃了一口肉。

海思产品线中使用28nm工艺芯片仅剩智能视频监控芯片。

以上图片来自腾讯网

目前我国拥有自主知识产权的代工厂商

听到这个,你应该下意识的提及中芯国际,对于中芯国际,我曾和好友专门研究、搜索资料甚至去了浦东新区总部。和大家解释下,中芯国际拥有自主知识产权的工艺技术,28nm以下的工艺包括最新宣传的7nm和14nm都是源自国外技术授权,光刻机配件和设计工具也不例外。

中芯国际logo

那么真正拥有自主知识产权的代工厂商是哪家呢?

1,中科院光电所,据悉中科院光电所已经研究出光刻分辨力达22nm的技术,结合双重曝光技术,未来可以实现10nm芯片的制造。当然了目前的规划来看,10年内量产7nm还是非常具有挑战性的。

2,上海微电子集团,目前已量产90nm工艺,主要盈利工业硬件代工。上海微电子官方目前没有太多的权威消息。这里不做评论。

光刻机追赶之路还有多远?

很长时间以来我们面对西方的各种技术的严格封锁,确实在一些领域做出了突破甚至超越,那么我们离国际先进水平的光刻机技术,需要多长时间的追赶呢?

我们大致的将光刻机技术简单分解为3个部分:

1,集成电路生产工艺部分:

利用模版去除晶圆表面的保护膜。 将晶圆浸泡在腐化剂中,失去保护膜的部分被腐蚀掉后形成电路。 用纯水洗净残留在晶圆表面的杂质。其中曝光机就是利用紫外线通过模版去除晶圆表面的保护膜的设备。片晶圆可以制作数十个集成电路,根据模版曝光机分为两种:模版和晶圆大小一样,模版不动。模版和集成电路大小一样,模版随曝光机聚焦部分移动。其中模版随曝光机移动的方式,模版相对曝光机中心位置不变,一直利用聚焦的镜头中心点能得到更高的精度。

2,光刻机光源部分:

曝光系统最核心的部件之一是紫外光源。常见光源分为:可见光:g线:436nm紫外光(UV),i线:365nm深紫外光(DUV),KrF 准分子激光:248 nm, ArF 准分子激光:193 nm极紫外光(EUV),10 ~ 15 nm对光源系统的要求

a.有适当的波长。波长越短,可曝光的特征尺寸就越小;[波长越短,就表示光刻的刀锋越锋利,刻蚀对于精度控制要求越高。]

b.有足够的能量。能量越大,曝光时间就越短;

c.曝光能量必须均匀地分布在曝光区。[一般采用光的均匀度 或者叫 不均匀度 光的平行度等概念来衡量光是否均匀分布]

常用的紫外光光源是高压弧光灯(高压汞灯),高压汞灯有许多尖锐的光谱线,经过滤光后使用其中的g 线(436 nm)或i 线(365 nm)。

对于波长更短的深紫外光光源,可以使用准分子激光。例如KrF 准分子激光(248 nm)、ArF 准分子激光(193 nm)和F2准分子激光(157 nm)等。

曝光系统的功能主要有:平滑衍射效应、实现均匀照明、滤光和冷光处理、实现强光照明和光强调节等。

3,刻蚀和光刻部分

光刻:光刻就是把芯片制作所需要的线路与功能区做出来。利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光,光刻胶见光后会发生性质变化,从而使光罩上得图形复印到薄片上,从而使薄片具有电子线路图的效果。这就是光刻的作用。

刻蚀:利用化学或物理方法,将抗蚀剂薄层未掩蔽的晶片表面或介质层除去,从而在晶片表面或介质层上获得与抗蚀剂薄层图形完全一致的图形。集成电路各功能层是立体重叠的,因而光刻工艺总是多次反复进行。

看到这里,相信大家都长叹一口气,一款芯片的诞生,它的背后一定是由强大的产业链支撑。最近翻阅了很多关于光刻机的相关材料和学术文章,光刻机之路必定是艰辛的。19年6月,我和朋友有幸认识到了业内知名人物,向他请教了关于我国光刻机领域的发展,他告诉我,15年!也希望一些朋友不要拿中芯国际和ASML相比,毕竟ASML的背后是全球产业链的支撑。

我们做出内存,国际内存均价降了13%

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2020年,我们一起期待更多的突破!欢迎关注!

本文源自头条号:每日奏折科技号

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