光刻机是干什么用的为什么这么重要(1nm光刻机是干什么用的)

中国研制出世界上首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机,在世界上属于什么水平?

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看了不少回答/感觉文不对题的太多/在此给大家普及下有关光刻机的一些常识:

首先,因特尔三星台电的光刻机均买自于荷兰ASML;

其次,他们均在aSmL持有股份(因特15%台电5%三星3%,目前台电已于2ol5年售出其全部股票/三星于2016售出其一半股份/因特也于2017年减持至5%);

综上两点台电三星们只是拥有目前最高端光刻机的优先使用权并不是占有核心技木(因为AMSL有将机器卖给别人的权力比如克强总理就为我们中芯要到了一台7nm光刻机预订2ol9年交付)

举个票子,就像一个数学公式,奥数竞赛的冠军可以熟练使用各种公式解题但并不是能说他用来解题的公式是他发明或创立的,同理为什么目前只有台电能量产7nm也一样,三星台电因特等厂商用的是amsl生产一模一样的光刻机,只能说明台电运用原产机器的思路超群,就像我们考试一样,面对同样的试题学霸可以用已知知识(如公式等)快递给出答案甚至有多种解法而学渣呢你就是告诉他公式他也一脸懵逼不可能得出正确答案。

其三,AMSL之前的光刻机首曝光为35nm,目前最先进的极紫EUⅤ首曝光为13.5nm,而目前鼓吹的7nm是多重曝光后的结果;

其四,中科院通过验收的光刻机是其七年技术攻关结果,不是美制裁中兴后才头脑一热灵机一动就研发成功了,说明国家在十几年前就在布局了不是媒体带路党所说的鼠目寸光只求市场不管技术,顺便说一下这台光刻机在2017年已经研制成功并试产过一些芯片了(不是原理机明白?相关信息可查阅中国科技报)今年是验收通过,再说三遍是验收/验收/验收;

最后,amsL的极紫EUV首曝光达13.5nm是其近三十年(AMSL创立于1964年前身为半导体设备代理商1984于飞利浦光刻设备研发小组合作1995上市开始跨越式发展2012年引入因特三星台电战略投资三家合占约23%的股份)的技术沉积结果/是AMSL光刻设备五代机,强调一下是目前世界最最先进的光刻五代机,而中科院的光刻机首曝光达22nm/是我们国产的光刻设备一代机,再重复一遍是一代机,技术孰优孰劣一目了然!

至于有些说什么实际量产10nm要N年以后(说跟amSl一样需要多少多少设备多少多少材料等等)的说法,我也是无语了,国产Sp与荷兰amSI是两种不同技术路线,就好像把大麦和水稻一样,虽然二者都可以做成馒头和米饭来解决人们的饥饿问题,但水稻并不需要像大麦一样收割打谷脱粒磨粉变为面粉然后加水和面加碱发酵然后塑形或条状或圆形再然后上锅蒸等诸多步骤,水稻只需要收割打谷脱粒两步变为大米就可以加水煮了如果再加上高压锅等设备就是在最后的出锅时间都能与馒头一较高下,除了以上步骤差异外再加上人力资源优势那边是十个人完成大麦从收割到上锅蒸十多项事务这边是一百人完成水稻两三项成为大米并上锅煮的事务,你说最终效果会怎样?只要不是瞎子或傻子都明白!!要不你以为我们求爷爷告奶奶二十多年了AMsL就是不买给我们(就是从台湾那里花几倍价钱买个落后二代的都要被人家警告一番)现在却突发善心均许中芯国际购买了?!

这台光刻装备从商业上虽然还不能取代ASML的光刻机,但是在技术上的确是取得了不小的突破。

目前最先进的EUV光刻机可以做到7nm工艺,而国产光刻机单次曝光最高线宽分辨率可以达到22nm,结合多重曝光技术后,可以达到10nm工艺。当然,国产光刻机的水平并不是7nm和10nm的比较这么简单,我们也要了解一下它的局限和突破。

先说局限,目前这台光刻机只能加工1~4英寸的晶圆,而现在的晶圆厂很多都已经从12英寸晶圆起步,采用国产光刻机很难在商业上具有竞争力。即使是不考虑成本打算加工4英寸晶圆,很遗憾与之配套的设备目前都还没有跟上。

并且由于这台光刻机采用的是接触式光刻,一点点缺陷就会造成品质问题,所以只能做简单的线、点、光栅等部件,而对于生产芯片这件超级复杂的事情来说,目前还不可能,需要进一步的研发迭代。

再来说说突破,国产光刻机最大的突破在于没有重复走ASML的老路,而是另辟蹊径,采用了表面等离子体(SP)光刻技术,形成了一条全新的纳米光学光刻技术路线;同时具有完全自主知识产权,为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性领域的跨越式发展提供了制造工具。

不仅如此,目前ASML的顶级EUV光刻机用的是13.5nm的极紫外光源,它的成本极高,一个就要3000万元人民币(还必须要在真空下使用),以至于荷兰ASML独家垄断的EUV光刻机创造了“一台卖一亿美金”的神话。

而国产光刻机采用的是传统的365nm汞灯做光源,一只费用仅为数万元,光刻机整机价格在百万元至千万元级别,成本大大降低,绝对是一个了不起的技术突破。

所以我们有理由乐观地期待,国产光刻机在进行若干次技术迭代后可以逐步赶上、甚至替代ASML的光刻机,作为国产芯片制造的核心装备。

光刻机和蚀刻机有什么区别?

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最近中兴事件作为导火索,引发了国人关于芯片讨论,其中不免涉及到了芯片制造业两大至关重要的技术,蚀刻机和光刻机,作为一个业余爱好者,我为大家分享一下我知道的东西。

什么是光刻机

光刻机作为制造芯片的核心装备之一,因为用途的不同,分为生产芯片的光刻机,用于封装的光刻机,还有LED领域的投影光刻机,目前主要讨论的是用于生产芯片的光刻机,这也是芯片领域,我国最薄弱的环节。

先了解一下光刻中必须要用的东西——光刻胶,简单的来说这种胶状物,只能被光腐蚀,而不能被化学物质腐蚀,制造芯片时讲光刻胶涂在金属表面,然后用光把不需要的地方腐蚀掉,制作出自己需要的图形(电路结构之类的),接下来就该蚀刻机上场了。

什么是蚀刻机

蚀刻分为两类,一类是干刻,一类是湿刻(目前主流),湿刻就是特定的化学溶液与上个部分光刻机制作后的薄膜发生反应,发生反应过后剩下的东西,就是需要的东西了,这个过程有液体接触,所以叫湿刻。

干刻更加高级,目前并没有大规模应用,它是通过等离子电浆去除未覆盖的薄膜。

光刻机 ASML一枝独秀

以前光刻机领域还有佳能尼康制衡ASML,不过随着技术差距越来越多,目前高端光刻机市场被ASML垄断,7nm级别光刻机17年的产量只有12台,一台1.2亿美元,还要提前21个月预订,中国就算排队,也不知道哪年买得到,背地里还有有些国家作怪,目前国产光刻机还处于90nm阶段,任重道远。

五大蚀刻机厂商 中微是其一

目前能生产7nm级别蚀刻机的有应用材料,科林研发,东京威力科创,日立先端,中微半导体五家公司,中微是唯一一家中国企业,并且已经开始向台积电供货,中微也代表着中国顶尖的半导体技术。

中国半导体起步晚,需要走的路还很长,不过中国人最不缺的就是毅力,只有坚持不懈方能厚积薄发。

什么是光刻机?

光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫 Mask Alignment System.

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。

Photolithography(光刻) 意思是用光来制作一个图形(工艺);

在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

什么是蚀刻机?

蚀刻机可以分为化学蚀刻机及电解蚀刻机两类。在化学蚀刻中是使用化学溶液,经由化学反应以达到蚀刻的目的,化学蚀刻机是将材料用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。

光刻机和蚀刻机有什么区别?

众所周知,我国在半导体设备以及半导体原材料与国外存在很大的差距,尤其是光刻机,一个极其讲究高、精、尖技术为一体的生产设备经过几十年的发展依然无法取得重大的突破。长期以来,我国光刻技术一直是半导体设备行业中的一块短板,目前量产的国产光刻机是90纳米,计划2022年量产22纳米。

虽然我国在光刻机设备上依然没有取得突破性的进展,但是在刻蚀机设备已经成功取得技术突破。我国自主研发的第一台刻蚀机精度达到7nm,7nm到底是什么样的概念?它的大小只有发丝的万分之一,接近微观加工的极限。

那么问题来了,刻蚀机和光刻机有什么区别?

(1)难易度:光刻机难度大,刻蚀机难度小

(2)原理:光刻机把图案印上去,刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案/无图的部分,留下剩余的部分。

(3)工艺操作不同,如下图:

光刻机工艺操作图

蚀刻机工艺操作图

光刻机是干什么用的,工作原理是什么?

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一般来说是用激光。比如说要在玻璃上刻蚀图形,大致步骤为:清洗玻璃、干燥、在玻璃上涂覆光致抗蚀剂(即光刻胶有正性和负性之分)、干燥(固化)、曝光(方式很多,如激光直写、通过掩模板同时曝光等)、去胶(光刻胶曝光后性质发生光化学变化,去胶的方法也很多,如放在刻蚀剂中,用正性胶的话,被光照到的地方就会被溶解,没有光照到的地方光刻胶保留下来,到这里就已经在光刻胶上刻蚀出了所需图形)、清洗、转移(方法更多,如离子束轰击,光刻胶和玻璃同时被轰击,光刻胶被轰击完后,暴露出来的玻璃也被轰击,就把光刻胶上的图形转移到玻璃上)。实际上,光刻的方法和具体步骤相当复杂,对环境要求也非常高,以上只是基本步骤,让你大致了解而已。

难道发展芯片,就一定要光刻机吗?中国可以用其它技术取代吗?

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目前制造芯片就一定会用到光刻机,首先不说别的,要做到7nm、5nm甚至接下来台积电要玩的2nm,没有光刻机是无法做到的!但是从清洗硅片、预烘和底胶涂覆、光刻胶涂覆、前烘、对准、曝光、显影、竖膜、刻蚀或离子注入、光刻胶的去除等其他细微步骤都需要极其顶尖、先进的科技,包括精密的仪器,而这些正是目前中国精密芯片的难题!

至于怎么超越,也就是传说中的“弯道超车”,那就是提前布局更高级芯片的制作手法,只是这一切有点天方夜谭,因为老想着弯道超车,往往就会忽视基本功,不落实最基本的技术,再100年也超不了车!目前只有基本功打扎实了,再想其他方面,要不制造光刻机只会充满浮躁!

如今华为也是在大力发展光刻技术,就看现代版“南泥湾”会取得什么样的成效了!

对于芯片的制造来说,可能有很多的方式,但是光刻机是制造芯片最好的方式,通过其他途径制造出的芯片无法与光刻机相比,有着很大的差距。

对于目前的芯片来说,光刻机是制造芯片必备的工具,没有光刻机,芯片只能是一张图纸,对于我们来说没有任何的用处。即使你的芯片设计技术再怎么厉害,没有光刻机,一点用也没有。

国产光刻机与世界顶级光刻机有着近20年的差距

说到20年这个数字,相信很多人都不相信,但事实确实如此。目前我国最先进的光刻机是由上海微电子装备公司制造的90nm光刻机,而世界最顶级的光刻机是由荷兰的ASML公司生产的5nm光刻机。90nm与5nm之间,显然存在很多代的差距,说是20年的差距,一点也不为过。

仅仅在光刻机上存在很大差距,在芯片生产工艺上也存在很大的差距。大陆企业中芯片代工技术最好的是中芯国际,中芯国际目前最先进的生产线是14nm。而台积电最好的生产线已经是5nm了,早在2018年台积电就已经实现了14nm芯片的大规模量产。

因为我们制造不出顶级的光刻机,我们只能购买其他国家生产的光刻机,在高端光刻机领域基本被荷兰的ASML公司垄断了,全球80%以上的光刻机都是由ASML生产的。现在问题就来了,ASML有很多的美国资本,同时ASML生产光刻机使用到了很多的美国技术以及来自美国的零部件,自然我们也无法够买到比较先进的光刻机。

所以最终导致我国芯片生产工艺上与世界顶级还有很大的差距,没有先进的光刻机怎么可能提高芯片生产技术呢?

造成这种差距的最主要的原因是什么?

一台光刻机拥有8万多个零件,几乎每一个零件都是世界顶级的。其中光刻机最重要的两个零部件就是镜头与激光光源,恰恰我国在这项技术上非常的落后。

这时很多人就开始说了,既然我们做不出比较好的镜头与激光光源,我们可以去买啊。这条路显然是走不通的,极紫外光源目前只有ASML掌握了该技术,我们向ASML购买该技术,ASML肯定不会卖给我们。

至于光刻机的镜头,我们也是买不到的。全球范围内做镜头最好的企业是德国蔡司,根据《瓦森纳协定》,像镜头这种精密的零部件,西方国家是禁止卖给我们的。

笔者观点:

对于ASML来说,一台光刻机中所有的零件并都是它自己生产的,ASML只能算是一家技术整合企业。像激光光源与镜头,也并不是一家企业或者一个国家可以做出来的,欧美很多国家进行了参与。

所以对于国产光刻机来说,还是非常困难的。因为很多光刻机的零件以及技术,我们都买不到,我们只能使用国产零件。我国的光刻机问题,并不是一家企业可以解决的,需要我国整个半导体行业的共同努力。

国产90纳米光刻机可以干什么?

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国产90纳米光刻机可以干什么?国产90nm光刻机可以满足大部分芯片制造的需要,只是对于要求较高的诸如计算CPU、手机CPU等达不到需求。

并不是所有的芯片都需要如此小的先进工艺制程,即使是高nm工艺制程同样可以满足需要,比如传感器、电源芯片、人机接口芯片、视频芯片等等,90nm的光刻机几乎能够满足市面上一般种类的芯片要求,而不需要诸如14nm、7nm等这样先进制程的光刻机。即使如英特尔的计算机CPU,也是14nm为主流,追求10nm工艺。

追逐低nm工艺制程的主要是手机CPU。这源于手机性能和功能要求的越来越高越来越多,需要在一小块芯片上集成越来越多的晶体管来满足复杂而庞杂的运算。就如高通芯片、华为、三星、联发科等手机CPU都已经实现了7nm的工艺,甚至追求更小的工艺制程。

国产90nm光刻机并不只是能够用户90nm工艺制程,也可以应用于110nm、280nm工艺芯片,这可以扩大市场上更多种类芯片的生产。更有甚者诸如中芯国际、台积电等芯片制造厂家可以利用现有设备,通过制造技术改造或升级优化,可以在现有高nm工艺设备上实现更低nm芯片的制造。比如中芯国际通过研发出N+1、N+2技术,达到可以制造接近或类似7nm工艺的芯片。

虽然ASML的高端光刻机是我们需要的,但在求而不得的情况下,即使是90nm的光刻机也显得珍贵。在国内诸如上海微电子、合法芯硕半导体、无锡影幻半导体、中科院、武汉光电国家研究中心等共同的努力下,更先进的国产光刻机应该能够出现。

更多分享,请关注《东风高扬》。

在工艺配合下,能生产出28nm的芯片的。

这意味着,一般的CPU(如龙芯、申威等用于军事、超算等领域的CPU都能解决);

存贮芯片能够制造;

工控领域,不管是仿也好怎么地,一般所用8位、32位的MCU,嵌入式的系统的芯片能制造;

大多数服务器芯片(含CPU能制造);

赛灵斯的中低端FPGA能仿出来,5G基站不会歇菜;

通过重新设计,5G基带的芯片能够解决,大不了由SOC的方式变成板卡方式;

99%的家用电器(不含手机)能够解决

…………

总之,有90nm的整个体系,我们至少比俄罗斯要好过。

高端芯片必须要用光刻机吗?

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是的,高端芯片必须要用光刻机。

目前芯片制造是离不开光刻机的,不可取代。有人说蚀刻机可以取代,但事实是

光刻,和蚀刻是芯片制作的两个步骤。

光刻机用来干什么?把电路图会知道硅晶圆上。

光刻机进行光刻的过程跟洗照片是非常类似,洗照片是把影像用底片复制到相片上,而光刻是我们把设计好的集成电路图通过紫外光源用掩模板刻到硅晶圆上。

蚀刻机用来干什么?将晶圆表面的多余薄膜腐蚀去除。

蚀刻机被用来在光刻机“复印”到晶圆的电路轮廓上进行雕刻,蚀刻出“山地和沟壑”,形成栅极,也就是常说的晶体管。

打个比方,光刻机是在一块木头上作了一幅画,而蚀刻机就是根据光刻机的画雕刻出3D的作品。但实际上过程并不是我们形容的那么简单。

我国可以生产5nm蚀刻机,

但是光刻机处在92nm阶段,世界最先进光刻机5nm

上海微电子所生产的90nm光刻机

以上内容就是小编分享的关于光刻机是干什么用的为什么这么重要.jpg”/>

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