世界上顶级光刻机精度是多少(最精确的光刻机)

2022-12-01 5:40:13 股票 xialuotejs

光刻机是什么?目前我国光刻机的加工精度是多少?

我们日常使用的手机里面的芯片就是光刻机制造出来的,光刻机是芯片制造过程当中一个重要的环节,光刻机直接决定着芯片的质量。而我国作为全球最大的芯片消费国之一,光每年进口的芯片都高达几万亿人民币。

光刻机是芯片制造过程中最重要的一部分,就是我们把想要设计的芯片,用光学技术刻在晶圆上,用光学技术把各种各样形式的电路通过光刻胶把电路印制在基板上, 然后再进行下一步的刻蚀过程 。通过光刻胶印制的电路可以使阳文形式的电路,也可以是阴文形式的电路。

光刻机目前一直处于垄断地位,在光刻机领域,最有名的就要提到ASML公司了,它是一家荷兰的公司。最初光刻机领域比较厉害的两个国家是荷兰和日本,而在2017年之后,ASML联合台积电推出了光源浸没式系统开始,将日本企业甩开距离,从此稳坐头把交椅的宝座。技术一直处于垄断地位。

一台顶级的光刻机需要各种顶级的零件支持,而这些零件大部分都来自西方的国家。而这些基本上都是禁止对我们国家出口,因此我国光刻机技术受到限制。前段事件美国制裁华为,不允许世界上任何一个国家给华为提供技术,华为虽然可以设计芯片,但是设计芯片的高端软件还主要依赖于海外。

我们中国现如今可以量产的光刻机才发展到90nm,距离国际水平我们还是有很长的路要走的。但相信在不久的将来,我们国家也能研制出属于我们自己的光刻机。到那个时候我们就不需要受到外国人的制裁了,因为我们就能制造出芯片供我们的国民使用。

世界上顶级光刻机精度是多少(最精确的光刻机) 第1张

光刻机最先进的是多少纳米

光刻机最先进的是90纳米。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。

光刻机的概括

光刻机又名掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机的主要性能指标有支持基片的尺寸范围,分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。

针对各大专院校、企业及科研单位,对光刻机使用特性研发的一种高精度光刻机,中小规模集成电路、半导体元器件、光电子器件、声表面波器件的研制和生产。高精度对准工作台、双目分离视场CCD显微显示系统、曝光头、气动系统、真空管路系统、直联式无油真空泵、防震工作台和附件箱等组成。

光刻机的极限在哪里?

2020年3月28日,中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛:量子计算机离我们还有多远?的主题,主题上 张辉(合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁,中国科学技术大学博士)做主题演讲时候有提到,3nm是经典计算机的工艺极限,就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。

之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问,他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺,但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了,只是采用直写技术的硅片没有商用价值,只能制作掩膜版用,所以说3nm更不是极限了,那么光刻机的极限在哪里呢?接着往下看。

光刻机的极限

其实光刻机极限已经快到了,因为硅这种材料的极限在1纳米左右,如果想要超越1nm,那就得换材料了,但是目前地球上已经发现的材料中,没有比硅更适合的了,所以末来十年都很难超越1nm工艺,除非科学家能发现一种新材料,当然,这种可能很小。

超越1nm很难,那么达到1nm呢?目前要想达到1nm,目前当芯片内部线宽窄到3nm,电路中用于导电的铜线之间的间距太小,就会发生短路,所以说达到1nm都很难,只能寄希望于量子技术的突破了。

荷兰ASML(阿斯麦)公司的现状

在EUV光刻机方面,荷兰ASML(阿斯麦)公司垄断了目前的EUV光刻机,去年出货26台,创造了新纪录。据报道,ASML公司正在研发新一代EUV光刻机,预计在2022年开始出货。

根据ASML之前的报告,预计2020年将会交付35台EUV光刻机,到2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C,两者基本结构相同,但NXE:3400C采用模块化设计,维护更加便捷,平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时,支持7nm、5nm。

荷兰ASML(阿斯麦)公司的极限

与之前的光刻机相比,ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右,可以进一步提升光刻机的精度,毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早,至少到2022年才能出货,大规模出货要到2024年甚至2025年,届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了,所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm,估计要到2030年了。

总结

总结来说1nm应该是光刻机精度的极限,预计要10年左右才能达到这一目标,我是小熵,你有什么看法?快到下方评论区留言吧!欢迎关注,持续为您答疑解惑。

在紫外光谱。不同的材料有区别。

第一代光刻机是多少纳米的

笫一代光刻机是436纳米。一切光刻机的核心零件是围绕光源来的,根据光源的改进,光刻机一共可以分为5代,分别是最早的436纳米光刻机,然后第二代是365纳米波长,第三代是248纳米,第四代是193纳米波长,第五代是13.5纳米波长的EUV光刻机。

精度仅90nm,国产光刻机有无存在的必要呢?

尽管国产光刻机精度只有90nm,非常落后,但还是很有存在的必要!不管是从用户的角度,还是产业的角度,抑或国家的层面,90nm的国产光刻机,都必须存在。国产光刻机制程精度不高,不是取消或者淘汰国产光刻机的理由。如果我们因为国产光刻机落后,就非常进行放弃,把市场拱手相让,必将对相关产业和国家安全造成很大的冲击。对于国产光刻机落后的局面,我们必须抱以更大的耐心和信心。

一、对于低端芯片用户而言,精度90nm的国产光刻机必须存在。

很多人说起芯片制程,言必2nm、5nm、7nm EUV,至于90nm制程工艺,认为根本没有存在的必要。其实,这是一个非常片面的认知。现在的不同的层面,对芯片有着不同的需求。高精度制程的芯片需求,其实只是其中的一块小蛋糕而已。真正的大蛋糕是中低端的芯片,例如90nm制程的芯片。

作为制造强国,我国许多行业对于90nm及以下制程的芯片,有着广泛的需求。电视机、智能家电、功能手机、智能机械设备等,都需要用到精度不高芯片。这些行业的巨量需求,要求国产90nm光刻机,必须存在。唯有这样,才能更好的满足,我国低端芯片用户的需求,不用跑到外国花费更多的钱去进口。

二、对于国内芯片产业链而言,精度90nm的国产光刻机必须存在。

尽管国内的芯片制造工艺,还非常的落后,但也一样是一个巨大的市场,养活了许多芯片从业人员,拉动了很多相关的配套产业。如果真的取消或者淘汰90nm国产光刻机,国内的芯片产业链,将遭受到毁灭性的打击,很有可能毁了整条产业链,让成千上万的从业人员失业。

看看中芯国际的财报,就知道90nm国产光刻机存在的重要性。中芯国际是我国最先进的芯片制造厂,目前已经可以量产14nm制程的芯片,28nm等中精度制程的芯片更是不在话下。但中芯国际的2019的财报显示,它31.16亿美金的营收里面,有一半是90nm及以下制程的生产线贡献的。由此可见,90nm的国产光刻机,还是非常重要的。

三、基于国家极端风险,精度90nm的国产光刻机必须存在。

在国家层面上,光刻机的精度和工艺,肯定是越先进越好。我国肯定希望可以进行进入7nm,甚至更高精度的层次。可惜,现实的情况有种种的困难,让我们国家没有办法短时间内进入芯片制程高精度的层次。在没有办法进入高精度层次的情况之下,保证低精度层次的光刻机是非常必要的。

这最起码不会导致国家无“芯”可用。站在国家层面,从最恶劣的角度出发,我们必须要有这个准备。90nm国产光刻机的存在,最起码可用保证我们有芯片可用,不至于全军覆没。要知道,我们很多军用的芯片,都靠90nm及以下精度的光刻机生产。如果我们放弃了90nm的国产光刻机,我们就会处于更加劣势的地位,完全没有讨价还价的能力。从这个角度出发,90nm光刻机必须要有,还要加大力气去扶持。