你知道吗?芯片的制造工艺,就像人类的基因一样,决定了它的性能和特点。而在芯片的制造过程中,有一个关键的步骤,就是光刻。光刻就是用光线在硅片上刻画出电路的图案,就像在纸上画画一样。但是,随着芯片的技术不断进步,电路的图案越来越细致,就像一幅精美的微缩画,需要用更强的放大镜才能看清楚。而这个放大镜,就是光刻机。
“光刻厂”只是开路先锋从原理上来看,产生极紫外光有3种方式,分别是同步辐射、电子放电产生等离子体、激光驱动产生等离子体,根据这三种原理,目前EUV光源有四种可能的实现模式——激光等离子体、同步辐射、超导加速-高功率自由电子激光器以及稳态微聚束,最近被大家所热议的正是最后一个:由清华大学工程物理系提出的稳态微聚束,也就是SSMB。
和ASML EUV光刻机有什么不同呢?ASML的方案叫“锡滴轰击法”,过程简单来说就是:先熔化纯锡,然后将它们用特制的喷嘴喷出,形成每个锡滴直径严格控制为27微米的锡雾,接着用二氧化碳激光照射锡雾,像打靶一样把每一个锡滴都压成饼状,此时立马用另一束激光照射这个锡饼,锡饼就会开始发出波长10~100nm的光,接着用反射镜将锡饼发射的光反射出去,使用光学手段筛选出其中13.5nm的极紫外光,并投射到晶圆上,开始光刻。
而SSMB光源就粗暴多了,它需要一个直线加速器,让电子束在其中以近光速的方式飞行,然后为它施加一个电磁场使其转向减速,此时电子束会损失一定的能量,并且这个能量会以电磁波的方式传出去,而我们知道光也是电磁波,所以想要得到怎样波长的光,就只需要控制电子束的能量就行。
所以光刻厂的方案最诱人的地方就在于它能获得高功率、高重频、窄带宽的相干辐射,别说波长13.5nm的极紫外线了,5nm波长的软X射线不在话下,而且功率最大可达4000W。
作为对比,ASML公司EUV光刻机所采用的锡滴轰击法功率也不过数百瓦。而且这个SSMB-EUV可以做成一个大环,上面有很多EUV光源束线,同时让好几个光刻机开工,在整个光刻厂的一切设备都围绕这个光源来设计。
未来之路:中国芯片产业的逆袭国产EUV光刻机的成功研发,将有望使中国在光刻机领域超越荷兰ASML,成为全球领先的半导体生产设备供应商。而美国主导的芯片封锁联盟,也将瞬间土崩瓦解。曾经有人说,光刻机太过复杂,中国无法造出。然而,仅仅过去短短三年,中国已经实现了对EUV光刻机的突破。
这一胜利象征着中国科技实力的崭露头角,将中国置于全球半导体产业的制高点。从华为Mate60芯片的突破到光刻机领域的创新,中国正在以惊人的速度崛起,为全球科技格局注入新的动力,同时也为我们打开了前所未有的商业机会。
尽管道路仍然充满挑战,但中国坚定的决心和不懈的努力将引领我们走向更加辉煌的未来。继华为Mate60 芯片突破后,中国在光刻机领域,实现突破和超越指日可待。AI领域卡脖子将不复存在 ,新的技术引领必将带来新的世界格局和商业机会。
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