中国大陆新造出的光刻机,到底牛在那里?

来源: michaelg 2018-11-30 10:01:45 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (5768 bytes)
本文内容已被 [ michaelg ] 在 2018-12-01 09:33:59 编辑过。如有问题,请报告版主或论坛管理删除.

先看传统的光刻机的工作原理:

 

 

传统的光刻机,就是通过物镜系统,把掩膜的电路图缩成纳米,投射到光刻胶上曝光成像,然后放到特殊化学药液里边,曝光的地方,可以自动溶解掉,形成“凹巢电路图”,然后注入铜液,铜液凝固后,抹平,电路图变成了芯片。

 

传统的光刻机有一个很大的问题,所谓衍射问题。光源照射物镜系统,如果物镜系统过多,会形成衍射,也就是最终投射到光刻胶的图案会变形。

 

解决方法有两个:1,是用更短的波源(比如深紫外线),2, 是更加复杂的物镜系统。

 

但是增加物镜系统,会增加控制系统以及各种设备的制造复杂程度,导致现在光刻机越来越贵,达到上亿美元一台。联电,或者欧洲,米国的一些芯片工厂,甚至公开宣布放弃继续10纳米的制造,专注22纳米以上的,因为越来越用不起了。ASML显然喜欢用这两个越搞越复杂,越搞门槛越来越高的解决方式,因为既可以提高门槛,吓跑竞争者形成垄断,还可以卖出更高的价钱。

 

中国的科学家们知道在物镜和光源方面与ASML竞争,不仅面临巨大的技术难关,还有专利壁垒。因此想绕开这个光源(德国的蔡司垄断)和物镜系统(ASML垄断)。

 

光学所的研究人员(中国的光学,激光研究,其实一直是世界领先的,6,70年代就领先)发现,如果用光源照射到一个用特殊电磁做成的圆环状的圆圈时候,会激发金属表面的等离子激元,它可以穿过金属表面的小孔,再发射出去。光可以通过等离子元,汇集到一个非常小的区域(类似传统光刻机的物镜系统),变成了纳米大小(22纳米)的点。很显然,如果投射到光刻胶,就可以用传统的光刻方式,进行化学“光刻”了。

 

 

光学所制造的光刻机,是真正意义上“光刻”机,类似一台用激光“画图案”的机器,要么移动激光机,要么移动光刻胶,一点一线地在光刻胶上“刻写”图案。而传统的光刻机,实际不是“光刻”,而是“化学机”:先制造掩模,光源照射掩模模板,然后通过物镜系统的压缩掩模成纳米模板,形成“纳米电路图”。

 

 

也就是说,光学所造出的光刻机,完全避开了传统光刻机最厉害,最难做,最值钱的两大系统:光源/物镜系统。他们的光刻机,光源是贡灯,几万元一个。 整个系统不过几百万,完全是白菜价。

 

 

光学所的光刻机,是典型的(光学,光源 )(机械控制,需要精密地控制激光器或者放置光刻胶底坐的移动位置,精度达到纳米级)(用电磁,类似硬盘光盘读写机,精确地定位纳米级别的光投射位置)一体机,而传统的光刻机,说白了,还是属于化学工业范畴。

 

报道说,这个光刻机现在已经能画出“22纳米的”图案。从中可以看出,光学所的这台光机电一体的激光器,刻字机,是多么的高精尖!

 

 

 

一些人觉得这个东西是非常牛鼻,但是大规模的商用价值存疑。因为如果每一块芯片,都需要用光一笔一划地画出来,那制造几十亿快芯片,得猴年马月! 而传统的光刻机,只需要制造出一个母版,就可以无限制的“印刷”出来。

 

 

其实,光学所的光刻机,完全可以专门用来制造纳米电路的掩模,比如制造出1纳米,5纳米,10纳米,22纳米的电路图模板。一旦纳米级别的母板出来,再用传统的化学光刻技术,成千万“印刷出成品芯片”。与传统的光刻技术不同的是, 因为电路掩模已经是纳米级别的,它的物镜系统只需一面镜子!光源只需要几万元一个!制造座高级别的芯片,只需要80年代的芯片制造技术,流片一次,只需上万元!

 

 

有人说,这个激光光刻机,目前只能“画”点,画线,画数列,矩阵,不能画任意图形。傻小子,只要能画出“点”,画出“线”,那么什么图案不能画出来? 微积分是干什么的?计算机图形学是干什么的?。。。。。

 

声明一句哈,百分之百的票友, 完全业外人士,上述描述和运用前景图等,都是个人的解读,不一定符合光学所那些大牛的思路,如果不对路,包涵一下哈。

 

光学所的所长说,现在中国不怕被制裁,不怕被禁运了,应该就是这个原因了。觉得他们应该还隐藏着一些东西没有报道出来。

所有跟帖: 

您敢用吗? -fakegreen- 给 fakegreen 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:06:50

哈哈,这个消息是部队记者报道的。 军方用这个光刻机,都不知道造出了多少的相控雷达,多少的。。。。 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:11:49

敢用于实战吗?效果如何? -fakegreen- 给 fakegreen 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:17:23

哈哈,这个就不关心了,那是当兵们的事,与我们有个鸟的关系 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:20:57

你敢当靶子吗? -West_East- 给 West_East 发送悄悄话 West_East 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:13:00

主要用于科学院评定职称 -排名分先后- 给 排名分先后 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:40:40

真开了眼,不懂的人也能吹得出花来了。 -个人观点仅供参考- 给 个人观点仅供参考 发送悄悄话 个人观点仅供参考 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:46:39

吹呢,还就是要靠不懂得人来吹。我朋友的女儿受雇于国家级的高能物理研究机关,她是学文科,文章写得相当好 -547788- 给 547788 发送悄悄话 547788 的博客首页 (404 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:28:02

總理辦公室肯定不是美國了 -fonsony- 给 fonsony 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 16:04:18

这原理是近场扫描---要一个个点线地画,效率和传统光刻差远了 -hetero- 给 hetero 发送悄悄话 hetero 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:47:09

OLED也是一个像素一个像素地显示的,CRT会更好? -黄大兵- 给 黄大兵 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:01:36

一看是中科院造出来的,别人就放心了,哈哈哈 -Mich_Agent- 给 Mich_Agent 发送悄悄话 (539 bytes) () 11/30/2018 postreply 10:59:54

牛?!只限于很小的4"晶片上,看看一般晶片厂的尺寸 -wanttosaysomething- 给 wanttosaysomething 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:01:40

中国人读书做学问是一流。拼支体接触打架可能会吃亏,拼智力这末多人选出来顶尖人物 -财富001- 给 财富001 发送悄悄话 (44 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:03:55

中科院在半导体方面以前牛皮吹得太多了, 信用太差。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:12:52

那个胡龙芯,2008年时就豪言壮语,号称5年改变世界格局。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:15:06

在存储方面,也是中科院一个所,搞所谓新型存储器,当时号称在宁波好像是2015年量产。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:17:31

湖北华中科技大,这个不是中科院的, 但牛皮也不小,前年号称做到9nm。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:19:52

共同特点是,媒体上放完炮, 后来就音讯皆无了。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:21:23

光刻机刻出化学模板,利用模板再用化学方法腐蚀掉二氧化硅(或者硅)然后镀铜等。  -遍野无尘- 给 遍野无尘 发送悄悄话 遍野无尘 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:15:08

你说的那个用激光画圈圈,不用化学刻蚀除去二氧化硅,怎么形成电路图?以为是放幻灯片哪? -遍野无尘- 给 遍野无尘 发送悄悄话 遍野无尘 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:16:57

哈哈,已经讲的这么清楚了,这个工程实现的方式,竟然还有人想不通怎么搞! -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:22:26

做7nm逻辑芯片,原理都很清楚,还就工程实现问题,现在也就是TSMC和三星能做,别人还就做并不出。 -inosine- 给 inosine 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:43:36

一直以为金属表面的等离子激元没法脱离金属体,如果能够脱离金属体也许还真是可行的。 -bsmile- 给 bsmile 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 12:18:45

可信度不强,因为太多次狼来了。 -mychina- 给 mychina 发送悄悄话 mychina 的博客首页 (89 bytes) () 11/30/2018 postreply 12:36:34

瞎说啥光刻机?明明中国还在用洋油洋火,个个长袍长辫西瓜皮帽子 -西游子- 给 西游子 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:16:04

中国通讯技术才奋斗几年就达到世界尖端水平?知识在华人脑袋里,不是盖的 -西游子- 给 西游子 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:17:50

我先翻一翻哲学书,来断定我信它是真的? 还是假的? -stapler123- 给 stapler123 发送悄悄话 stapler123 的博客首页 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:32:21

回答一下 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (844 bytes) () 11/30/2018 postreply 16:12:32

能保证第二次,三次的电路同第一次的坑都100%准确无误地连上? -绝对匿名- 给 绝对匿名 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 07:46:13

只要第一次射出的“洞”是自主可控的,而不是random的点,那么第2/3 次的与之重合,就目前的工业控制技术而言,完全没问题。 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 09:23:22

是你设想没问题,还是已有这种可以做到两三次更新过程后都能百分百准确无误(几千亿连接点)的先例? -绝对匿名- 给 绝对匿名 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 10:09:53

工业界这种级别的控制的例子太多了,都是非常成熟的商品级别的工程实现。给你举个最简单的例子 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (664 bytes) () 12/01/2018 postreply 10:39:34

在海量的“洞”里定位出并在之进行操作的一个“洞”,同对海量的“洞”同时进行连接,是一回事吗? -绝对匿名- 给 绝对匿名 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 13:29:54

或者退一步,二者在技术实现上的相似性有多大? -绝对匿名- 给 绝对匿名 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 15:34:32

Why only 22nm but 7nm or 5nm? -19428182- 给 19428182 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 14:23:43

这就是个外行 -jinzhh- 给 jinzhh 发送悄悄话 (1352 bytes) () 11/30/2018 postreply 15:10:48

回答你一下。 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (2766 bytes) () 11/30/2018 postreply 15:59:33

还镀铜液, 连PVD,CVD都不知道 -ACTINIA- 给 ACTINIA 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 17:06:32

不用物镜,你怎么把365nm 变22nm. 你拿嘴吹的? -ACTINIA- 给 ACTINIA 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 17:08:33

汞灯便宜。是的,便宜!但功率比激光低多了。激光刻几秒,你刻几天 -ACTINIA- 给 ACTINIA 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 17:11:19

-Goldwang- 给 Goldwang 发送悄悄话 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 18:58:22

这个“新型”机并不新型,十几年前就提出工作原理,并有实际机型做到30还是40多纳米了 -周8皮- 给 周8皮 发送悄悄话 周8皮 的博客首页 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 00:20:29

而且这玩意儿的局限在于做IC时,没有光刻机的生产效率高。所以ASML依旧老老实实地走发展光源和光路的路子 -周8皮- 给 周8皮 发送悄悄话 周8皮 的博客首页 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 00:23:11

楼上有人说的很是,这玩意儿是来和电子束加工竞争的,不是光刻机 -周8皮- 给 周8皮 发送悄悄话 周8皮 的博客首页 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 00:25:48

机械控制,精度能达纳米级? -zuschauer- 给 zuschauer 发送悄悄话 zuschauer 的博客首页 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 03:40:05

电磁控制的motor,从原理上说,可以接近极限。Voice coil actuators等可以达到纳米级别,都是现成的产品。 -michaelg- 给 michaelg 发送悄悄话 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 06:57:11

新浪科普:"刷屏的国产光刻机报道背后的真相" -三河匹夫- 给 三河匹夫 发送悄悄话 (3303 bytes) () 12/01/2018 postreply 18:06:04

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