“国产光刻机”打破国际垄断局面?技术突破与商业现实不同调

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“国产光刻机”打破国际垄断局面?技术突破与商业现实不同调
麻省理工科技评论 2018-12-04

2018-12-04

根据报导,中科院光电所花了 7 年时间,突破了多项关键技术,才完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制
芯片
根据报导,中科院光电所花了 7 年时间,突破了多项关键技术,才完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制

日前,中国科学院光电技术研究所的“超分辨光刻装备研制”项目通过验收,宣称成功研制出世界首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备,被众多媒体视为打破芯片制造的核心设备“光刻机”被国际大厂垄断,因此引发高度关注,然隔天,不少专家提出意见,指出这样的技术只是原理机,无法用在 IC 制造上,只能用在特殊纳米器件的加工,呈现完全不同的看法。

根据报导,中科院光电所花了 7 年时间,突破了多项关键技术,才完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制,在 365 纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到 22 nm,结合多重曝光技术后,甚至可用于制造 10 nm 级别的芯片,对比现在 ASML 主流的光刻机技术是 193 nm 波长深紫外光(DUV),光刻分辨力只有 38 nm,这个“超分辨光刻装备研制”项目仿佛撼动了光刻机巨头 ASML,更填补了国内光刻机技术的空白。

“国产光刻机”打破国际垄断局面?技术突破与商业现实不同调

(来源:麻省理工科技评论)

然而,事实上真的如此吗?连日本设备大厂都逐渐被边缘化的光刻机技术,真的被“7 年”磨一剑的中科院光电追赶上了吗?答案是否定的。

许多研究科学家投入研发各种光刻技术来制作纳米级的芯片,其中近场光刻也是其中一种技术,在光学干涉中所用的金属狭缝为光传播至远场的行为,但当狭缝缩减到奈米时,它将出现不一样的传播现像,因此无光学绕射限制的近场技术被提出,此外,电子束(e-beam)技术也是有不少科学家投入研究,台积电就曾经投入电子束技术的研发。

据了解,中科院这次提出的光刻设备是指近场曝光设备,不能用来做大规模生产,且只是原理机,距离主流商用的 ArF 浸没式投影光刻机在视场、成品率、套刻精度和产率等方面没有可比性,也无法用于 IC 替代投影光刻,只能用于一些特殊纳米器件的加工。

再者,在这台样机或许可以在小批量、小视场(几平方毫米)、工艺层少且套刻精度低、低成品率、小基片尺寸且产率低(每小时几片)的一些特殊纳米器件加工,业界认为,这样的技术虽然对于打破国际市场上光刻机垄断的局面没有帮助,但可以一定程度地替代电子束技术(e-beam)技术。

业界认为,“超分辨光刻装备研制”项目用于主流芯片的制造是不可能实现的,然被许多媒体因不解其中技术差异,而误导渲染成该技术已经可以替代既有商用化设备技术,进而打破既有光刻机市场少数厂商独大的局面,这其实与实际状况有相当大的落差。

不可否认的是,中科院此次在光刻机技术上的突破确实令外界兴奋,但技术的突破只是第一步,在商用化的进程中,仍有相当长的一段路要走,特别是芯片产业链已然非常成熟,整体生态也已大致底定,新技术或者新设备的出现,除了本身的技术差异性与创新性外,更要考虑到商业化的运作机制能否跟上脚步。中国半导体产业确实即将迎来一个新的拐点,但在实际的突围策略上,则可能需要更缜密的思考。


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