692.看到希望(第1章)(2 / 3)

那邊張如京沉默了一會兒,然後說到,“對的,曹總,我要說的就是這件事情,清大的唐川力教授團隊已經研發出一種穩定的極紫外光光源了,你想不想來一起看看?”

“哈?!”

曹陽愣了兩秒鍾,整個人開心得合不攏嘴,顯得異常的驚訝。

“真的假的?”

媽耶!

前世都沒有做到的事情,沒有想到這一世居然能做到了?!

可千萬別是什麼冒充騙錢的呀!

……

極紫外光光源這個東西,說起來是EUV開發的三大難題之一。

有人這樣形容光刻機:“這是一種集合了數學、光學、流體力學、高分子物理與化學、表麵物理與化學、精密儀器、機械、自動化、軟件、圖像識別領域頂尖技術的產物。”

我們可以把光刻機看作一台高精度的底片曝光洗印機,它負責把“底片”,也就是設計好的芯片電路圖曝光到“相片紙”上。這個“底片”有一個專業名稱,叫做“掩膜”。而這裏的“相片紙”,就是製造芯片的基底材料矽晶圓;曝光完成後得到的最終“照片”,就是芯片。

光刻機的基本結構最關鍵的部件隻有三個:光源發射器、用來調整光路和聚焦的光學鏡頭,以及放置矽晶圓的曝光台。

正是因為光刻機的工作原理和基本結構並不複雜,所以,在芯片行業發展的早期,並沒有專門的光刻機生產商。

芯片公司隻需要到照相器材商店購買普通的相片洗印設備,然後自己加工改造一下就可以了。後來隨著需求的不斷提升,到現在智能手機的出現,對芯片提出了越來越高的要求。

經過這麼多年的發展,博米公司雖然擁有著世界最高水準的芯片設計能力,可仍然缺乏芯片製造技術。

或者說,這一切的源頭都卡在光刻機這裏。

這就要說到芯片行業著名的“摩爾定律”。摩爾定律是指,每隔兩年,同樣大小的一塊芯片上,晶體管數量會增加一倍。

換句話說,芯片的性能也增加一倍。但摩爾定律並不是客觀的自然規律,而是芯片行業在激烈競爭中形成的經驗規律:一旦芯片公司的研發速度落後於這個節奏,就將被無情淘汰。摩爾定律自從1965年提出後,統治了芯片行業長達半個世紀。

半個世紀以來,芯片上的晶體管數量一直在呈指數級增長。如果還把芯片比喻為“照片”的話,那麼,這個照片的像素是呈指數級增長的。相應地,用來曝光洗印“照片”的光刻機的精度,也必須越來越高,否則,你設計的“照片”再精美,印不出來也沒有用。

比如,未來博米的智能手機需要用到低於10nm級別的芯片,生產這樣的芯片,要用到的最先進的極紫外光刻機。

它的精度要達到什麼樣的程度呢?首先,如果把光想象成一把刻刀的話,那麼光波越短,這把刻刀就越鋒利。

1納米等於百萬分之一毫米,7納米芯片意味著,它的每個元器件之間,隻允許有幾納米的間隔距離,相當於一根頭發絲粗細的萬分之一。

要曝光這樣的芯片,必須采用一種特殊的光源,也就是極紫外光,它的波長隻有13.5納米,是可見光波長的幾十分之一。

但是,極紫外光源很難製造。

直到今年年初,阿斯麥才研製出了第一台極紫外光刻機。

不過這個進程已經比曹陽前世的要提前太多了。

光刻機的第二個技術難點,是用來調整光路和聚焦的光學鏡頭。高度精密的光學鏡頭是光刻機的核心部件之一,所以,排在阿斯麥之後的另外兩家光刻機生產商,尼康和佳能,都是生產光學鏡頭的佼佼者。㊣ωWW.メ伍2⓪メS.С○м҈

阿斯麥自己不生產鏡頭,它的鏡頭來自德國的光學大師卡爾蔡司。這種鏡頭有多精密呢?如果把鏡頭放大到一個地球那麼大,它上麵隻允許有一根頭發絲那樣的凸起。所以有人說,這可能是宇宙中最光滑的人造物體。

國內吃虧就吃虧在沒有完整的產業鏈,尤其是光學元件所需要的產業鏈上麵,攝像頭,照相機基本上都是來自於國外公司生產,很少能將光學元件打磨到那麼精細。

所以這一塊還有很長的路要走。

最後一個難點就在於【精準】

芯片不是一次曝光就可以完成的,而是必須更換不同的掩膜,進行多次曝光。

芯片的每個元器件之間隻允許有幾納米的間隔。這就意味著,掩膜和矽晶圓每次對準的誤差,也必須控製在納米級別。

曝光完一個區域之後,放置矽晶圓的曝光台必須快速移動,接著曝光下一個區域。

要在快速移動中實現納米級的對準,這個難度就相當於,你要從眨眼之間,端著一盤菜從BJ天安門衝到上海外灘,恰好踩到預定的腳印上,菜還保持端平不能灑。

當然,這還有一係列外圍的技術難題,比如,室外空氣幹淨1萬倍的超潔淨廠房,防止機器抖動的磁懸浮裝置,以及配套的計算光刻軟件等等。

這就是為什麼光刻機被稱為“半導體工業皇冠上的明珠”的原因了。