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1 # 魔鐵的世界
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2 # Geek視界
1947年,貝爾實驗室發明第一隻點接觸電晶體,光刻技術開始發展;1959年,世界上第一架電晶體計算機誕生,提出了光刻工藝;1960年代,第一臺IC計算機IBM360誕生,美國GCA公司開發了光學圖形發生器和分佈重複精縮機;1970年代,美國GCA開發了第一臺分佈重複投影曝光機;1980年代,美國SVGL公司開發了第一代步進掃描投影曝光機;1990年代,日本佳能推出300mm晶圓曝光機,光學光刻解析度達到了70nm的“極限”;2000年以來,為了突破光學解析度的極限,研發了極紫外線光刻技術、電子束光刻技術等。
從上分析可以看到,光刻機技術的鼻祖是美國,而日本尼康後來居上,2004年之後,荷蘭的ASML獨步天下,下圖顯示了世界上第一個電晶體。
什麼是光刻機?光刻機,簡單來說就是“超高精度”的照相機,也可以說是放大的單反,將光罩上設計好的電路圖形通過光線的曝光,印到光感材料上,形成圖形。最核心的部件就是鏡頭,這個鏡頭高2米直徑1米,甚至還要更大。
1.436nm g-line:對應接觸式和接近式光刻機,滿足0.8~0.35微米制程晶片需求;2.365nm i-line:滿足0.8~0.35微米制程晶片,裝置同上;3.248nm KrF:最小工藝提升到350~180nm水平,光刻工藝採用了掃描投影式光刻;4.193nm ArF:最小製程工藝提升到65nm,第四代光刻機,也是目前使用最廣泛的光刻機;5.135nm EUV:只有荷蘭的ASML能夠生產,可以量產5nm製程工藝的晶片,已經突破了3nm的關鍵技術。 光刻機市場目前,光刻機市場主要供應商是荷蘭ASML、日本尼康和佳能、中國的上海微電子。其中,高階光刻機只有ASML一家,佔據了80%的市場份額,日本尼康和佳能主要是中端光刻機市場,中國的上海微電子為低端光刻機(90nm製程工藝)。
中國的光刻機與荷蘭ASML至少有15年的差距,而這個差距反映了中國與西方發達國家在精密製造領域的差距,一臺頂級的光刻機關鍵零部件來自不不同的西方發達國家,美國的光源和計量裝置、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等等,根據《瓦森納協定》這些精密零部件對中國是禁運的。上海微電子作為系統整合商,自己並不生產關鍵零部件,可以說“巧婦難為無米之炊”。
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3 # 二愣子大叔
光刻機內部肯定是有晶片的,至於是先有光刻機還是先有晶片,個人認為是先有晶片。想要搞清楚這個問題,我覺得需要先搞清楚一個概念:什麼是晶片?
晶片,又稱積體電路,是在一塊半導體晶圓上集成了很多電晶體,二極體以及其他無源器件的元件,在電子學中是一種把電路小型化的方式。
接下來我給大家說下光刻技術的發展史。
1947年,貝爾實驗室發明第一隻點接觸電晶體。從此光刻技術開始了發展。
1958年,傑克·基爾比發明現代積體電路,也就是晶片。
1959年,世界上第一架電晶體計算機誕生,提出光刻工藝。
1960年代,仙童提出CMOS IC製造工藝,第一臺IC計算機IBM360,並且建立了世界上第一臺2英寸積體電路生產線,美國GCA公司開發出光學圖形發生器和分佈重複精縮機。
1970年代,GCA開發出第一臺分佈重複投影曝光機,積體電路圖形線寬從1.5μm縮小到0.5μm節點。
1980年代,美國SVGL公司開發出第一代步進掃描投影曝光機,積體電路圖形線寬從0.5μm縮小到0.35μm節點。
1990年代,ASML生產出FPA2500,193nm波長步進掃描曝光機。光學光刻解析度到達70nm的“極限”。
2000年以來,NGL一直在研究極紫外線光刻技術,電子束光刻技術,X射線光刻技術,奈米壓印技術等。
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4 # 會技術的葛大爺
這種先有雞還是先有蛋的問題,其實稍微有點可笑。
例如:要生產高精度的零部件需要高精度的機床,而高精度的機床需要使用高精度的零部件。這是一個相悖的需求,如果強行把這個問題代入到先有雞還是先有蛋的迴圈裡面,那就真的是無解了。
但是,我們要明白一件事,就是晶片是為了解決什麼問題?晶片的存在,其實就是解決高強度的運算問題,晶片的效能越好,單一時間內能夠完成的運算次數就越多。但這並不意味著沒有晶片,問題就無法解決了,無非就是投入的時間和人力的問題。
中國在研發第一顆原子彈的時候,別說計算機了,就連計算器都是極度匱乏的。而原子彈的研究涉及到了大量的公式演算,容不得一絲錯漏。當時的科學家就靠著那麼些毅力和一個算盤,不也做出了原子彈嗎?
所以,科技的發展本來就是一個循序漸進的過程,我們首先發明瞭人能夠使用的工具,通過這些工具加工製造出更高階的工具。光刻機也是一樣的,沒有了晶片,難道人就無法通過自己的手操控機器加工出晶片了?
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5 # 叫獸科技說
近期光刻機與晶片再一次推向了輿論的浪潮之中,晶片對我們越來越重要了,大到火箭與飛機,小到家中的電冰箱與電飯煲,它們裡面都有晶片。而這些晶片都是由光刻機進行生產的,所以光刻機對於我們來說還是非常重要的。
光刻機中肯定會有晶片光刻機的執行肯定是受程式控制的,所以內部肯定有晶片。像光刻機這種比較先進的儀器,肯定不是單純的機械結構,如果是單純的機械結構很難實現奈米級別的的操作,所以只能是計算機進行控制的。
那麼是先有光刻機還是先有晶片?對於這個問題不由得讓我想起了,“到底是先有雞,還是先有蛋”這個問題了。我認為肯定是先有的晶片,然後再有的光刻機。因為光刻機中一定要有晶片,但是晶片不一定必須通過光刻機制造的。
舉個很簡單的例子,世界上第一臺光刻機中的晶片或許不是通過光刻機制造的,因為那是整體的晶片水平還是比較落後,可以通過其他的途徑經電晶體焊接在一起,這樣就誕生了第一臺光刻機。有了第一臺光刻機以後,這臺光刻機就可以為下一代的光刻機制造晶片了,按照這個道理順推下去,第二臺光刻機再給下一代光刻機生產晶片,這樣就形成了迴圈。所以一定是先有的晶片,然後再有的光刻機。
這樣也就可以證明光刻機與晶片的發展是相輔相成的,沒有先進的晶片就無法做出先進的光刻機,沒有先進的光刻機就無法做出先進的晶片,現在的光刻機使用的晶片很可能是上一代光刻機制造的。
總結近幾年晶片技術發展的非常的快,尤其是手機的處理器,今年即將釋出的蘋果A14處理器與華為麒麟1020處理器都是採用的5nm工藝製程,納米制程工藝越先進,電晶體的體積就越小,晶片所能容納的電晶體的數量也就越多,晶片的功耗就越低、效能就越好。當然晶片技術的發展,離不開光刻機的發展,沒有先進的光刻機,我們也就無法生產出先進的晶片。
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6 # 大魔王Hacker
先說結論,從實際結果看,先有晶片再有光刻機,光刻機是由計算機控制的,計算機內有晶片,要執行光刻機必須有晶片,所以晶片比光刻機先有。
什麼是EUV光刻機光刻系統使用紫外線在矽薄片上形成數十億個微小結構。這些結構共同構成一個積體電路或晶片。晶片製造商可以在晶片上填充的結構越多,它的速度和功能就越強大。這就是為什麼光刻機的系統專注於使此類結構越來越小的原因。
使用極紫外(EUV)光刻技術,可以通過利用比以前的光刻機(193奈米光)短得多的波長的光(13.5奈米光)來做到這一點。這種最先進的EUV光刻系統使執行他的客戶能夠建立更小、更快、更強大的晶片。
EUV光刻機歷史光刻機如何執行光刻系統本質上是投影系統。光線通過將要列印的圖案的藍圖投射(稱為“遮罩”)。光學器件將圖案聚焦到矽晶片上,該矽晶片先前已塗有光敏化學品。當未曝光的部分被蝕刻掉時,圖案被露出。
EUV燈的棘手之處在於它被所有東西吸收,甚至被空氣吸收。這就是EUV系統具有大的高真空腔室的原因,在該腔室中,光可以傳播得足夠遠,從而降落在晶片上。光線由德國合作伙伴卡爾·蔡司(Carl Zeiss)製造的一系列超反射鏡引導。
但眾所周知,EUV燈也很難產生。EUV系統使用高能鐳射,該激光向熔化的錫的微小液滴發射並將其轉變成等離子體,從而發射EUV光,然後將其聚焦成束。
為什麼需要光刻機193奈米的光刻技術比許多人想像的要快得多,但這付出了一定的代價:該行業不得不深入研究才能繼續縮小晶片功能。
可以這樣想:如果您要用越來越小的筆跡用記號筆寫您的名字,您想在某個時候切換到另一種筆,對吧?藉助EUV光刻技術,目前也為行業提供了更好的選擇。
晶片製造商將能夠繼續製造更小,更快,功能更強大的晶片,同時控制成本。
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7 # 深宅IT
光刻機內部有晶片,但是晶片的製程不是最先進的製程,那麼最初的晶片可能並非通過光刻技術實現的,可能是通過化學手段實現。利用落後製程實現光刻機的晶片之後,可以利用光刻機生產新制程的晶片,從而形成迭代。而且其實像光刻機這種裝置對於晶片製程的依賴其實並不強烈,所以可能晶片製程落後幾代也沒有問題。
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8 # 信索法保平安
光刻機內肯定有晶片,這又是一個先有雞還是先有蛋的問題,現在的晶片整合度很高,但是在十幾年前,還是由外掛到貼片這樣一步步再到一平方釐米的面積上有數億甚至十幾億的電晶體,而光刻機的控制晶片因為執行的並不是非常複雜的運算,只是簡單的邏輯控制,所以不需要多高的效能,這麼說吧,光刻機所製造的晶片遠比它自身的晶片高階和強大,所以,光刻機內部的晶片在最初的時候,也就是簡單的外掛電路晶片,然後再到貼片電路晶片,到最後精度要求更高的時候就用同樣是光刻機做出來的蝕刻電路晶片,而最初製造簡單的外掛電路晶片也許只需要一把電烙鐵就夠了,所以,這個先有雞還是先有蛋的問題,在光刻機這裡,的確是先有的蛋。
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9 # 理科難
光刻機裡面當然有了晶片:
第一光刻機首先也是裝置,它是由很多元件組成的超高精密度裝置,這裡面是包包含了晶片
第二隻要是電子產品只要是需要通電的一般都需要用到晶片,晶片組成什麼,晶片組成了各種主機板,比如電腦的主機板顯示卡CPU全部都是晶片組成的,電腦顯示卡什麼組成的主機板上面各種晶片組成的,那麼光刻機其實可以理解成巨大的電子產品,那麼你想想他有沒有主機板,如果有主機板,那它有沒有晶片
總結:光刻機內部有晶片,是先有晶片再有光刻機
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10 # 聞雞起舞焚膏繼晷
光刻機的核心部件是透鏡,是為了成像。核心透鏡需要純手工磨製。這個對手工的要求極高,很多職位都是多輩從事同一件工藝,絕對是手藝活。磨製的過程關鍵靠的是手感,都是十幾年幾十年家族訓練出來的。需要靜心。中中國人很浮躁,沒有人願意幾十年如一日的學習和實踐,確實很難造出高階的光刻機。
為什麼是荷蘭這個歐洲小國做得好?因為當地的工匠待遇極高,不用為生活發愁,生活節奏也不快,能潛下心來從小開始鍛鍊手感。經過幾代人的努力,僅憑手感透鏡的曲率差距就很小。
這一點說白了就是慢工出細活。中國目前關鍵不在於技術在於人心浮和工匠精神的缺失。
回覆列表
說先有晶片後有光刻機的回答,完完全全錯了,不符合歷史事實。
光刻機其實在電晶體分立件時代就有了。時間是1960年,矽谷的快捷半導體公司剛成立不久,生產的電晶體產品不夠可靠,即使只用鉛筆輕輕一敲,也會出現故障。公司的員工金.赫爾尼(也是公司創始人之一)被安排解決這一問題。
赫爾尼受照相平板印刷技術(Photolithography)啟發,發明了晶體管制造的“平面處理工藝”。這一工藝成為晶片製造的標準流程,現有的工藝流程無論多複雜,都是在赫爾尼的發明基礎上衍生拓展的。
“平面處理工藝”主要分為四大流程:
可以看出,在第三步就用到了光刻機。不過,在最初由於電晶體分立件結構簡單,對光刻機的解析度和光源(最初是普通光,後來發展到波長更短的紫外線和鐳射)要求很低,光刻機基本是各半導體公司自己製作,摩爾定律的提出者,快捷半導體創始人之一、英特爾公司聯合創始人戈登.摩爾就磨製過用於光刻機的鏡頭,可見當時裝置的簡陋。
需要明確一點的是,積體電路也就是晶片的發明在1958年,由德州儀器的傑克.基爾比和快捷半導體公司的羅伯特.諾伊斯共同發明(兩人沒有合作關係,是獨立發明的,為爭奪積體電路的發明權,還打過多年官司)。
但1958年只是兩人申請專利的時間,當時基爾比做出了極其簡陋的概念產品,諾伊斯的發明被現在的晶片產業採用,但當時還是草圖,後來“平面處理工藝”被髮明後,晶片才真正成為工業化產品,而不是實驗室的概念產品。
因此,從時間線上看,晶片出現晚於光刻機。
後來,隨著晶片越來越複雜,對光刻機的精度要求越來越高,半導體公司很難自己製造,於是出現專業的光刻機生產商。光刻機市場經過四五十年的競爭洗牌,到現在玩家主要剩下荷蘭ASML、日本尼康佳能,以及中國的上海微電子裝備(集團)股份有限公司(SMEE)。