中国大陆新造出的光刻机,到底牛在那里?

来源: 2018-11-30 10:21:44 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (5689 bytes)
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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,把掩膜版的电路图缩小成纳米,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。中国科学家的光刻机,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,都需要一笔一笔地用激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,只需要制造出一个模板,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压缩过的电路掩模,比如制造出1纳米,5纳米,10纳米,22纳米的电路图模板,让后再用传统的化学光刻技术,可以成千万“印刷出成品”。与传统的光刻技术不同的是, 因为模板已经是纳米级别的,它的物镜系统只需一面镜子!光源只需要几万元一个!制造一个芯片只需上万元!

 

 

还有人说,中国的这个激光光刻机,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?。。。。。

 

哈哈,声明一句哈,我完全是业外人士。上述“使用”前景图,都是个人的想法和解读,如果不对路,要包涵一下哈。

 

光学所的所长说,现在中国不怕被制裁,不怕被禁运了,就是这个原因。

所有跟帖: 

"光学所的所长说,现在中国不怕被制裁,不怕被禁运了,就是这个原因。"--谢谢 -青松站- 给 青松站 发送悄悄话 青松站 的博客首页 青松站 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 11:46:43

点赞中国智造。这种搞法,是在烧烤ASML啊 -xianliaoxianliao- 给 xianliaoxianliao 发送悄悄话 xianliaoxianliao 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 12:04:03

“上亿美元一台”,太坑人了。不久就会白菜价。 -tianchengman- 给 tianchengman 发送悄悄话 tianchengman 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:03:19

罪过,大棍子就要侍候了… -青松站- 给 青松站 发送悄悄话 青松站 的博客首页 青松站 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:26:27

坑人倒是不至于,现在的光刻机超级复杂,确实成本在这个数量级上。 -海少爷- 给 海少爷 发送悄悄话 海少爷 的博客首页 海少爷 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 16:44:20

时坛今天有讨论过、可去对比一下… -青松站- 给 青松站 发送悄悄话 青松站 的博客首页 青松站 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 22:21:47

先申请专利, 把路封死 -jsl609- 给 jsl609 发送悄悄话 jsl609 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 13:28:22

"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". 不知道是真外行,还是装外行,总之就是外行。 -coolwin- 给 coolwin 发送悄悄话 coolwin 的博客首页 coolwin 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 19:50:37

那不是时坛那块提到的"非国产,实外购",类似的猜测 -青松站- 给 青松站 发送悄悄话 青松站 的博客首页 青松站 的个人群组 (0 bytes) () 11/30/2018 postreply 22:26:47

-reader007- 给 reader007 发送悄悄话 reader007 的个人群组 (0 bytes) () 12/01/2018 postreply 01:48:17

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