中科院研發(fā)者回應(yīng)5納米光刻技術(shù)突破ASML壟斷
今年7月,在中國科學(xué)院官網(wǎng)上發(fā)布了一則研究進展,中科院蘇州所聯(lián)合國家納米中心在《納米快報》(Nano Letters)上發(fā)表了題為《超分辨率激光光刻技術(shù)制備5納米間隙電極和陣列》(5 nm Nano gap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography)的研究論文,介紹了該團隊研發(fā)的新型5 納米超高精度激光光刻加工方法。 該論文發(fā)表在《納米快報》(Nano Letters)。圖截自官網(wǎng)ACS官網(wǎng) 消息一經(jīng)發(fā)出,外界一片沸騰,一些媒體稱此技術(shù)可以“突破ASML的壟斷”、“中國芯取得重大進展”,“中國不需要EUV光刻機就能制作出5納米制程的芯片”。 該論文的通訊作者、中科院研究員、博士生導(dǎo)師劉前告訴《財經(jīng)》記者,這是一個誤讀,這一技術(shù)與極紫外光刻技術(shù)是兩回事。 極紫外光刻技術(shù)解決的主要是光源波長的問題,極紫外光刻技術(shù)(Extreme Ultra-violet,簡稱:EUV),是以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術(shù)。 集成電路線寬是指由特定工藝決定的所能光刻的最小尺寸,也就是我們通常說的“28納米”、“40納米”。 這個尺寸主要由光源波長和數(shù)值孔徑?jīng)Q定,掩模上電路版圖的大小也能影響光刻的尺寸。目前主流的28納米、40納米、65納米線寬制程采用的都是浸潤式微影技術(shù)(波長為134納米)。但到了5納米這樣的先進制程,由于波長限制,浸潤式微影技術(shù)無法滿足更精細的制程需要,這是極紫外光刻機誕生的背景。 而中科院研發(fā)的5納米超高精度激光光刻加工方法的主要用途是制作光掩模,這是集成電路光刻制造中不可缺少的一個部分,也是限制最小線寬的瓶頸之一。目前,國內(nèi)制作的掩模版主要是中低端的,裝備材料和技術(shù)大多來自國外。 劉前對《財經(jīng)》記者說,如果超高精度激光光刻加工技術(shù)能夠用于高精度掩模版的制造,則有望提高我國掩模版的制造水平,對現(xiàn)有光刻機的芯片的線寬縮小也是十分有益的。這一技術(shù)在知識產(chǎn)權(quán)上是完全自主的,成本可能比現(xiàn)在的還低,具有產(chǎn)業(yè)化的前景。 但是,即便這一技術(shù)實現(xiàn)商用化,要突破荷蘭ASML(阿斯麥)(NASDAQ:ASML)在光刻機上的壟斷,還有很多核心技術(shù)需要突破,例如鏡頭的數(shù)值孔徑、光源的波長等。 如果把光刻機想象成一個倒置的投影儀,掩模就相當(dāng)于幻燈片,光源透過掩模,把設(shè)計好的集成電路圖形投影到光感材料上,再經(jīng)蝕刻工藝將這樣的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體芯片上。 示意圖:電路設(shè)計圖首先通過激光寫在光掩模版上,光源通過掩模版照射到附有光刻膠的硅片表面。 通常,每一個掩模版的版圖都不一樣,制作一枚芯片常常需要一套不同的掩模版。掩模版制作要求很高,致使其價格十分昂貴,如一套45納米節(jié)點的CPU的掩模版大概就需要700萬美元。如今,隨著產(chǎn)品的個性化、小批量趨勢,致使掩模版的價格在整個芯片成本中急速飛升。 高端掩模版在國內(nèi)還是一項“卡脖子”技術(shù)。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,除了英特爾(NASDAQ:INTC)、三星(PINK:SSNLF)、臺積電(NYSE:TSM)三家能自主制造外,高端掩模版主要被美國的Photronics(NASDAQ:PLAB)、大日本印刷株式會社(DNP)以及日本凸版印刷株式會社(Toppan)(PINK:TOPPY)三家公司壟斷,根據(jù)第三方市場研究機構(gòu)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),這三家公司的市場份額占到全球的82%。 |