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新華社成都11月29日電(記者董瑞豐、吳曉穎)國家重大科研裝備研製專案“超分辨光刻裝備研製”29日透過驗收。該光刻機由中國科學院光電技術研究所研製,光刻分辨力達到22奈米,結合雙重曝光技術後,未來還可用於製造10奈米級別的晶片。
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  • 1 # 超能網

    國內的半導體晶片對進口依賴非常高,特別是高階的記憶體、快閃記憶體、處理器等晶片,國內的技術落後,還不能完全中國產替代。國內半導體在製造領域是落後最多的,很多人都知道光刻機在晶片生產中的的重要性,荷蘭ASML公司目前壟斷了高階光刻機的研發、生產。昨天中科院釋出訊息,中國科學院光電技術研究所承擔的國家重大科研裝備——超分辨光刻裝備專案透過驗收,這個專案最主要的成果就是中國科學家研發成功世界首臺分辨力最高的紫外超分辨光刻機,365nm波長即可生產22nm工藝晶片,透過多重曝光等手段可以實現10nm以下的晶片生產。

    來自中科院官方的訊息報道,中科院光電所所長、超分辨光刻裝備專案首席科學家羅先剛研究員介紹說,2012年,該所承擔了超分辨光刻裝備這一國家重大科研裝備專案研製任務,經過近7年艱苦攻關,在無國外成熟經驗可借鑑的情況下,專案組突破了高均勻性照明、超分辨光刻鏡頭、奈米級分辨力檢焦及間隙測量和超精密、多自由度工件臺及控制等關鍵技術,完成國際上首臺分辨力最高的紫外超分辨光刻裝備研製,其採用365奈米波長光源,單次曝光最高線寬分辨力達到22奈米(約1/17曝光波長)。在此基礎上,專案組還結合超分辨光刻裝備專案開發的高深寬比刻蝕、多重圖形等配套工藝,實現了10奈米以下特徵尺寸圖形的加工。

    這一世界首臺分辨力最高的紫外超分辨光刻裝備是基於表面等離子體超衍射研製而成,它打破了傳統光學光刻分辨力受限於光源波長及鏡頭數值孔徑的傳統路線格局,形成了一條全新的超衍射奈米光刻從原理、裝備到工藝的技術路線,具有完全自主智慧財產權,為超材料/超表面、第三代光學器件、廣義晶片等變革性戰略領域的跨越式發展提供了製造工具。

    驗收專家認為,中科光電所研製成功的超分辨光刻裝備所有技術指標均達到或優於實施方案規定的考核指標要求,關鍵技術指標達到超分辨成像光刻領域的國際領先水平。該專案在原理上突破分辨力衍射極限,建立一條高分辨、大面積的奈米光刻裝備研發新路線,繞過了國外高分辨光刻裝備技術知識產權壁壘,實現中國技術源頭創新,研製出擁有自主智慧財產權、技術自主可控的超分辨光刻裝備,也是世界上首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備。

    同時,利用研製成功的超分辨光刻裝備已製備出一系列奈米功能器件,包括大口徑薄膜鏡、超導奈米線單光子探測器、切倫科夫輻射器件、生化感測晶片、超表面成像器件等,驗證了該裝備奈米功能器件加工能力,已達到實用化水平。

    中科光電所超分辨光刻裝備專案已發表論文68篇,目前已獲授權國家發明專利47項,授權國際專利4項,並培養出一支超分辨光刻技術和裝備研發團隊。羅先剛表示,中科院光電所後續將進一步加大超分辨光刻裝備的功能多樣化研發和推廣應用力度,推動國家相關領域發展。

    PS:這則新聞裡技術名詞很多,這款光刻機的核心之處在於“打破了傳統光學光刻分辨力受限於光源波長及鏡頭數值孔徑的傳統路線格局”,要明白這個突破的意義需要了解下現在的ASML光刻機原理,我們之前在超能課堂:單價1.2億美元的光刻機,全球只有一家公司生產一文裡介紹過光刻機的解析度決定了晶片的工藝水平,而光刻機解析度光刻機的精度跟光源的波長、物鏡的數值孔徑是有關係的,有公式可以計算:

    光刻機解析度=k1*λ/NA

    k1是常數,不同的光刻機k1不同,λ指的是光源波長,NA是物鏡的數值孔徑,所以光刻機的解析度就取決於光源波長及物鏡的數值孔徑,波長越短越好,NA越大越好,這樣光刻機解析度就越高,製程工藝越先進。

    現在中科院研發的光刻機雖然也叫光刻機,但它之所以能打破光刻機解析度依賴於波長、數值孔徑的限制是因為它的原理並不同,文章中也說了這套光刻機系統是基於表面等離子體超衍射,繞過了國外高分辨光刻裝備技術知識產權壁壘,實現中國技術源頭創新。

    這套光刻機也不是中科院系統首次在光刻工藝上作出創新了,在光刻機研發方面,中科院下面至少有兩個團隊,一個是長春光學精密機械與物理研究所,他們承擔了國內的02專項32-22nm裝備技術前瞻性研究,專注於EUV/X射線成像技術研究,著重開展了EUV光源、超光滑拋光技術、EUV多層膜及相關EUV成像技術研究,這個技術路線跟ASML的EUV光刻技術是一個方向的。

    這次出成就的是中科院光電所,走的是表面等離子體超衍射光學光刻路線,實際上現在曝光的這套22nm工藝光刻機也不是新聞了,因為2017年的時候就有過相關報道了,之前報道中它被稱為SP光刻機,號稱是世界第一個單次成像就能達到22nm水平的光刻機(光刻工藝中多重曝光可以累積提高精度),現在是這個專案正式透過驗收。

    中科院這套光刻機使用的365nm光源就能製造出22nm工藝的晶片,未來透過多重曝光等手段可以製造出10nm以下的晶片,技術上很牛,但是對於它的期望不要太高,這種光刻機跟現在的ASML體系的光刻機不一樣,用於大規模生產的話需要改變工藝流程,所以真正用於商業生產的話還很遙遠,它如何商業化還是個問題,商業化了有沒有半導體制造公司去採用這種新型光刻機還是個問題。

    總之,中科院現在研發成功的光刻機技術意義很重要,可以開闢新的光刻路線,但是國內半導體工藝水平並不是靠光刻機先進與否就能解決的。

  • 2 # 隔壁同學老王

    偉大的征程還需要一步一個腳印的走下去,里程碑的勝利只為下一個偉大的勝利而奠基,願華人自強不息,為遠大目標繼續努力奮鬥!

  • 3 # 法師製圖

    這是中國在新的高科技產業做出的重大突破,有效抵禦外國的技術封鎖。

    22nm光刻機是指的一次曝光成型為22nm工藝,多次曝光可以生產10nm以下工藝的晶片。

    對於中國半導體產業這如同天降甘露,提升中國國內的半導體工藝水平的基本保障。

    也可以很明顯的發現,過去ASML都禁止把最先進的極紫光光刻機銷售給中國,但是今年都解封了。

    說明外國對中國的長期封鎖依然沒有改變,只有自立自強自主才能變成發達國家,只有重大突破的時候,歐美國家才銷售給我們,甚至低價促銷給中國,想利用價格優勢和技術優勢打壓中國的科技產業。

    中國的發展目標是2050發展成中等發達國家,是一個艱鉅的任務。

  • 4 # 趙沐8

    不吹不黑,這項突破很厲害也可以用於軍事製造但目前無法大規模商用。屬於彎道超車但還未完全達到世界領先水平。

    世界光刻機巨頭asml目前採取的技術路徑是透過縮小光的波長來減少衍射效應帶來的精度損失,而隨著精度的逐步提高,其工藝難度、成本等開銷也越來越大。而且由於衍射效應的存在,其精度是存在上限的。

    作為後發國家,我們可以選擇重走asml的老路,也可以選擇其他的技術路徑。重走老路好處是技術路線明確,但過程中會撞到asml的各種技術壁壘和專利壁壘;而其他路線則代表著極大的不確定性。中國採取的策略是同時投資多種不同的技術,這次突破的22nm光刻機就是另一種技術路線——表面等離子體光刻。

    表面等離子體光刻將不再受衍射效應的限制,理論上可以突破asml採用技術的上限,天花板更高,屬於中國獨立自主走出的新路。但是目前這臺光刻機無法做到超高精度對準,因此雖然可以用於光柵、晶體陣列製造,但還無法用於複雜ic圖案製造,所以目前仍然無法挑戰asml公司。

    總結一下,中國這臺新的光刻機與asml光刻機相比,就像早期的槍械和精密的弓箭。中國產光刻機雖然無法商用,還很粗糙,但它的原理和上限遠高於asml光刻機。這臺機器中國的科研工作者在國家的支援下前後研發十幾年才採取得了成功,希望大家不自大、不自卑,多一些耐心,一起為科研者們加油!

  • 5 # 高大福

    任何試圖透過技術封鎖來阻止中國崛起的做法最終都會被證明是白費力氣,很多時候越是封鎖越是會促進中國的自主研發程序。

    科技中的“科學”部分通常是公開、分享的,例如相對論和量子力學這些科學理論,一旦有科學家獲得研究成就就馬上會和全世界分享。

    而科技中和商業離得更近“技術”部分,通常採取的是保護機制,保護的根本原因在於“技術”本身是很難長時間保持壁壘的,對於真正的內行來說,追趕上先進技術往往不是能不能的問題,而是一個時間問題。所以,對於先進技術的保護往往透過專利來實現,也就是說,先研發出技術的人會把技術公開,讓後來的人付費獲得。

    光刻機也是一樣,透過技術封鎖本質上被突破只是一個時間問題,如果不封鎖的話中國還願意花錢去買,但真的要搞封閉的話只能逼著華人自立根生、自主研發。這不,幾年的努力下來10奈米(而不是22奈米)的光刻機技術透過驗收了,雖然離商業化還有一段距離,但已經邁進了一大步了。

    所以當年這個時代還有誰想搞封閉是很愚蠢的,而從我們的角度來看,被封鎖了反而是下定決心搞自主研發的好時機。

  • 6 # 憨憨的鐵蛋

    首先,因特爾三星臺電的光刻機均買自於荷蘭ASML; 其次,他們均在aSmL持有股份(因特15%臺電5%三星3%,目前臺電已於2ol5年售出其全部股票/三星於2016售出其一半股份/因特也於2017年減持至5%);綜上兩點他們只是擁有目前最高階光刻機的優先使用權並不是佔有核心技木,因為AMSL有將機器賣給別人的權力比如克強總理就為我們中芯要到了一臺7nm光刻機預訂2ol9年交付;

    其三,AMSL之前的光刻機首曝光為35nm,目前最先進的極紫EUⅤ首曝光為13.5nm,而目前鼓吹的7nm是多重曝光後的結果;

    其四,中科院透過驗收的光刻機是其七年技術攻關結果,不是美製裁中興後才頭腦一熱靈機一動就研發成功了,說明國家在十幾年前就在佈局了不是媒體帶路黨所說的鼠目寸光只求市場不管技術;最後,amsL的極紫EUV首曝光達13.5nm是其近三十年(AMSL創立於1964年前身為半導體裝置代理商1984于飛利浦光刻裝置研發小組合作1995上市開始跨越式發展2012年引入因特三星臺電戰略投資三家合佔約23%的股份)的技術沉積結果/是AMSL光刻裝置五代機,而中科院的光刻機首曝光達22nm/是我們中國產的光刻裝置一代機,技術孰優孰劣一目瞭然,要不你以為我們求爺爺告奶奶二十多年了AMsL就是不買給我們(就是從臺灣那裡花幾倍價錢買個落後二代的都要被人家警告一番)現在卻突發善心均許中芯國際購買了

  • 7 # 杭州海康微影感測

    通不透過驗收這種標準意義不大。最關鍵的試金石就是能否打入大廠,比如臺積電、GF等。能打入就牛逼,進不了那就是革命尚未成功,同志仍需努力。

  • 8 # 毛琳Michael

    光刻機透過驗收說明中國光刻機和晶片市場取得了重大的突破。但是這個距離荷蘭asml至少還有4代約20年才能跟得上asml的技術水平。

    22nm光刻機是指的一次曝光成型為22nm工藝,目前理論上透過這個光刻機多次曝光可以生產10nm的晶片,但是目前荷蘭的7nm晶片還有非常大的技術困難。

    對於中國半導體產業這如同天降甘露,提升中國國內的半導體工藝水平的基本保障。

    光刻機決定了晶片的精密度,晶片越小手機越能晶片更發達,手機紅快速,所以廠商或者帶代工廠是一定要買asml光刻機,否則就沒辦法生產晶片了。

    美國的晶片產業對中國也有影響,我們的2025科技計劃也包含光刻機和晶片產業。說明國家對科技行業的扶植,已經在做更多的光刻機等高科技的補貼。引導行業的發展。

    你認為中國光刻機多久能超過asml

  • 9 # techtech

    一堆大v回答就沒一個說對的。這玩意兒根本和asml不是一碼事二 原理就不一樣 這是sp光刻機 等離子光刻機。他跟asml比較什麼概念 相當於早起火槍和無比牛逼的弓箭的區別。asml的現在比他牛 可是已經明顯到瓶頸期了 這玩意兒雖然現在只有22nm 不過潛力無窮。這玩意兒是用很差的光源實現的 假以時日換上很牛逼的光源 精度吊打asml

    我們國家牛逼就牛逼在既搞跟隨追趕又搞彎道超車 跟asml比的是上海的那個28nm的光刻機 那個相當於做到duv的水平

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