“美國都造不出來,中國不可能造出來光刻機,永遠都造不出來!”這句話出自中科大副院長朱士堯,這句話一出似乎給我們判瞭“死刑”。
然而,事實證明他說錯瞭,光刻機真的被中國造出來瞭,可能結果所有人都意想不到!
中科大副院長:中國永遠造不出光刻機
多年以前,中科大副院長在面對采訪時提到瞭光刻機,十分坦然的說,中國造不出光刻機,永遠都制造不出來。
接著他說出瞭原因,這個機器連美國的造不出來,我們想要造出來的確像天方夜譚。畢竟美國的矽谷作為世界科技發展中心,技術也走在世界前端,很多技術上我們都比不過。光刻機涉及的學科也非常多,這需要國傢整體實力十分強大,而我們國傢的與美國對比至少相差50年甚至上百年時間。
光刻機太大瞭,僅一個機器體積就能夠與一臺集裝箱相媲美!
想要制造一個如此龐大的機器,裡面的零件更是復雜而多樣,僅僅是材料的準備,就需要準備很長一段時間。
雖然荷蘭表面上擁有瞭光刻機,但實際上確實結合瞭十幾個甚至更多國傢的力量與頂級工藝、技術,才組裝成一臺機器。機器非常復雜,裡面每一個部件都十分精密,甚至精密到頭發絲的幾千分之一,想要僅以一國的技術跟力量制作出來是不可能的,就連美國也做不到。
朱士堯十分篤定地說,世界上沒有任何國傢能做到,如果說可以做到,是什麼都不懂的人吹牛的。
他說這一句話時並非妄自菲薄,看不起中國的技術,而是結合當時的情況說出瞭大實話,但這一句話可能說的太絕對瞭,似乎給中國技術判瞭“死刑”。
光刻機技術真的有這麼難嗎?
那麼,不妨讓我們更深入瞭解一下這臺神奇的機器,看看市面上已經出現的光刻機究竟是如何制造出來的。
光刻機,科學界的“神話”!
光刻機,顧名思義,它是利用光刻技術來制作集成電路的機器。
若是拆開手機、電腦等電子產品,會發現裡面有一塊小小的芯片,芯片上分佈著復雜的電路,上面的焊點數不勝數,正是這小小的一塊芯片,是電子產品的“大腦”,如果沒有芯片,我們所有的電子產品將無法運轉。
芯片的難點是如何在矽片上制作出設計好的電路圖樣,而光刻技術,是半導體制造行業的核心技術恰好解決瞭這一難題,它是芯片生產之中最復雜、最關鍵的工藝步驟。
光刻機的歷史可以追溯到1881年,一位德國科學傢馬克斯發明出瞭第一臺,能夠使用光學原理,使用光在透明的材料上照射出圖案,能夠完成印刷。
在受到這一原理的啟發後,科學傢們試圖將這一技術用在更加緊密的儀器上,開啟瞭探尋之路。1952年美國科學傢研發的電子束,成功利用光的原理在矽片上刻出瞭圖案,獲得瞭歷史性進展,不過此時的技術隻能算開發瞭冰山一角。
隨著各個國傢在技術上的更新迭代,美國Cymer跟荷蘭ASML公司相繼成立,開始研發高精光刻技術。
由於該技術對精度要求非常高,也是半導體核心設備,一直以來都被譽為科技中的“神話”,眾多國傢可望不可及。
中國已經研發出光刻機,是真是假?
我國自50年代以來,一直都致力於研發突破光刻機技術,但經歷瞭很長一段時間都未能獲得進展,這也不由得讓不少人失去瞭信心,認為我們真的造不出來瞭,半導體行業依舊要被國外“卡脖子”。
在當今信息飛速發展時間,半導體已經成為瞭國傢科技、經濟甚至是國防的重要支柱。在全球浪潮中,技術的競爭愈發白熱化,隻有技術走在前面,才能夠把控市場,獲得立足之地。
但不得不承認,光刻機的技術在21世紀依舊面臨著挑戰,尤其是更高精度的技術,這影響電路性能和產能,越先進的技術越能夠實現更小電路尺寸,以此提高集成度以及性能。
很長一段時間,技術被牢牢把握在荷蘭跟日本,我們隻能夠依賴進口。因此,國傢也想要盡快找到突破,能夠掌握自己的核心技術,不再受限。
其中,納米技術的結合應用備受矚目,能夠通過機械方式將圖片壓印到半導體基片上,不僅設備簡單,成本低,分辨率還高。
因此,我國在研發上著重攻克納米技術,NIL便是較為先進的一種。其原理也較為簡單,使用物理壓印將模具的圖案轉移到基片或底材上。
使用物理原理來完成印壓,這意味著我們不需要像傳統意義的光刻機一樣使用復雜的光源,“另辟蹊徑”之路也給我們的產業帶來重大影響,或將走出屬於我們自己的另一條技術道路。
在我國近1-2年時間似乎都沒有聽過好消息的傳來,不由得讓很多人都忘瞭這一回事。但近期有消息傳出,說我國在光刻機上獲得瞭重大突破,並且已經研發出光刻機瞭,這究竟是真是假呢?
這一好消息的來自2024年9月9日,我國工業和信息化部發表的一則通知。通知上透露瞭我國2024年重大技術裝備推廣應用指導,其中有一項包含瞭光刻機。電子專用設備之中,很明顯看到瞭氟化氬光刻機五個大字。
從標題之中不難看出,已經進入瞭推廣應用階段,這也就意味著設備已經研發生產出來瞭!
氟化氬光刻機是新一代DUV,ArF光源波長193nm縮短到134nm。從荷蘭ASML21年的財務報告中不難看出,近幾年這一設備在行業內都是中流砥柱的存在。DUV他們公司在產品線上的銷售額占比達到瞭60%。
近些年來,隨著物聯網、新能源、AI等技術的高速發展,技術上的需求越來越多,半導體的應用也隨之越來越高,掌握瞭核心技術就意味著擁有一棵搖錢樹。
近些年中國飛速發展,也引發瞭一些國傢的忌憚,美國為瞭限制我國的發展,已經開始禁運DUV。如今,我國DUV光刻機的面世或給我們帶來重大轉機。
從工業和信息化部發表文件之中能看到分辨率為65納米,若是將這一機器對標荷蘭ASML的產品跟TWINSCANXT:1460K基本達到瞭同樣的技術。
目前,世界上最先進的光刻技術是ASML公司的2000i,我國的這一機器與之相差2代。
我國除瞭DUV獲得突破之外,在EUV上也公開瞭專利。上海微電子公司的EUV設備於專利2023年3月9日申請,2024年9月10日已經進入瞭申請公佈階段,這也意味著我國在EUV技術上獲得瞭關鍵性突破。
這兩個好消息的傳來徹底打破瞭當初陳院士下的定論,誰說中國造不出光刻機?這不是造出來瞭嘛!
光刻機不僅對電子設備有重要意義,更在生物醫學、光學等等領域意義重大,也將為我國的科技創新跟產品升級提供新動力。
大傢還知道我國光刻機哪些新消息?不妨留言評論,跟大傢一起分享。
參考資料:
納米壓印光刻技術在中國半導體領域的應用與挑戰_楊志偉 知網 2024-06-15
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