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  主题:科技日报:国产22纳米光刻机还治不了咱们的“芯”病! 2018/12/3 12:42:22  
   zgzx1
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科技日报:国产22纳米光刻机还治不了咱们的“芯”病!
     [摘要]验收会上也有记者问:该光刻设备能不能刻芯片,打破国外垄断?光电所专家回答说:“用于芯片需要攻克一系列技术难题,距离还很遥远”。
    
    
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     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,无法苟同网上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(surface plasma,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。
    
     验收会上也有记者问:该光刻设备能不能刻芯片,打破国外垄断?光电所专家回答说,用于芯片需要攻克一系列技术难题,距离还很遥远。
    
     总之,中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事,说前者弯道超车,就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。
    
     各家媒体第一时间报出的信息,就我看到的还算中规中矩。但后来网媒添枝加叶,搞到离谱。有些传播者为吸引眼球、赚钱,最爱制造“自嗨文”和“吓尿体”。听到国产科技成就先往大里吹,驴吹成马,马吹成骆驼,好卖个骆驼价。
    
     这种“科技报道”是满足虚荣心的伪新闻。行家听了眉头一紧,避之大吉。也难怪许多科学家怕上新闻。
    
     1、这个设备科研立项也不是用来做高端芯片光刻工艺的,而且光电所也没有宣传过这个用途,都是外行和媒体错误解读,一厢情愿的以为这个是芯片制造用的光刻机。
    
     2、光电所已经是国内做得最好的了,饭要一口一口吃,中科院光电所的底蕴是实打实做事的。
     由此获得的技术积累本身很有价值!如高均匀性照明,超分辨光刻镜头,纳米级分辨力检焦及间隙测量,超精密、多自由度工件台及控制等关键技术。
    
     3、我们首先解决0到1,再解决1到100,不能因为暂时不能量产、与国外顶尖光刻机比性能有些差距,吃瓜群众就立马从吹转黑。因为目前有差距我们就不可能突破外国人垄断吗?肯定不是。
    
     4、或许这么多年以来大家都被各种造假搞怕了,但是看待问题时还是不要戴着有色眼镜,尝试宽容,深入思考,实事求是。我们是落后于别人,但暂时没有成果不代表大家都在混日子,唯成果论本身就不是科学的态度,不接受一上来就直接定性,不接受一杆子把所有科研工作者打死。
    
     5、抛开唯恐天下不乱的非专业胡扯、有偏差的报道,也排除可能光电所宣传者有意或无意的误导,也许我们在未来很长一段时间内都无法打破ASML的垄断,但是也需冷静看待成果,为实质进步鼓掌。既不吹牛夸大,也不习惯偏见,更无需妄自菲薄。
    
     6、希望以后国内的专家在源头报道或者讲述这些技术的时候,一定要向执笔者讲述清楚这个技术的具体意义和差距,别用模棱两可的词语,让媒体带节奏误解。这对我国的整个集成电路产业、甚至科技创新来说,也是有积极意义的。有些媒体先胡吹消费一次,以后反转狂贬,再消费一次,这都是那些无良媒体的套路。
    
    
     国产的SP光刻机到底牛在哪儿?
    
     很多人只盯着新闻里22nm这个指标,其实大家要关注的是“365nm的光源,单次曝光线宽可达22nm”。注意到我加黑的那几个关键词了吗?22nm指标虽然很棒但是业界早就做过了,到底哪里厉害呢?所以关键是用365nm的光源单次曝光做到22nm,懂点光学的就知道这意味着什么:打破了传统的衍射极限。
    
     由于衍射效应,成像分辨率会受到限制,最终的分辨率取决于波长、数值孔径等参数,波长越小、数值孔径越大分辨率则越高。所以ASML这些年来主要的研究方向就是利用更短的波长(近紫外-深紫外-极紫外)、增大数值孔径(更复杂的物镜、液体浸没)。但是每进一步都变得更加艰难,对系统设计、加工装配、误差检测等等诸多方面都提出了更为苛刻的要求,成本也越来越高昂。
    
     在光刻机研制方面,我们一直有两个选择:沿用ASML的老路走一遍,还是另辟蹊径通过新原理弯道超车?我们国家目前两个选择都在做。而这台SP光刻机的研制成功,就是让我们看到了弯道超车的可能性。其实从原理上,这简直就不是弯道超车了,而是在别的人还在绕山路的时候,我们尝试着打了一条隧道……虽然还没有挖通,但曙光就在前方!
    
    
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2018/12/3 12:42:22
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