国产22纳米光刻机治不了中国的"芯"病

2018-12-03 14:28:11
来源: 科技日报社-中国科技网 (北京)

  【摘要】 11月29日,中科院研制的超分辨光刻装备通过验收。消息传着传着,就成了谣言——《国产光刻机伟大突破,国产芯片白菜化在即》《突破荷兰技术

11月29日,中科院研制的“超分辨光刻装备”通过验收。消息传着传着,就成了谣言——《国产光刻机伟大突破,国产芯片白菜化在即》《突破荷兰技术封锁,弯道超车》《厉害了我的国,新式光刻机将打破“芯片荒”》……

笔者正好去中科院光电所旁听此次验收会,写了报道,还算熟悉,无法苟同一些漫无边际的瞎扯。

中科院研制的这种光刻机不能(像一些网媒说的)用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率,用于一些特殊制造场景,很经济。

先解释下:光刻机不光是制造芯片用。一张平面(不论硅片还是什么材料)想刻出繁复的图案,都可以用光刻——就像照相,图像投在感光底片上,蚀掉一部分。半个多世纪前,美国人用这个原理“印刷”电路,从而有了大规模集成电路——芯片。

为了节能和省硅料,芯片越做越小,逼得光刻机越做越极端。线条细到一定程度,投影就模糊了。要清晰投影,线条粗细不能低于光波长的一半。顶尖光刻机用波长13.5纳米的极紫外光源,好刻10纳米以下的线条。

但稳定的、大功率的极紫外光源很难造,一个得3000万元人民币。要求工作环境严苛,配合的光学和机械部件又极端精密,所以荷兰的ASML公司独家垄断极紫外光刻机,创造了“一台卖一亿美金”的神话。

十几年前,国际上开始对表面等离子体(surfaceplasma,SP)光刻法感兴趣。中科院光电所从2003年开始研究,是较早出成果的一个团队。所谓SP,光电所的科学家杨勇向笔者解释:拿一块金属片和非金属片亲密接触,界面上有一些乱蹦的电子;光投影在金属上,这些电子就有序地震荡,产生波长几十纳米的电磁波,可用来光刻。

但这种电磁波很弱,所以光刻胶得凑近了,才能刻出来。且加工精度与ASML的光刻机没法比。刻几十纳米级的芯片是没法用SP光刻机的,至少以现在的技术不能。