光刻机难做到什么程度,国内光刻机突破难度在哪里

首页 > 科技 > 作者:YD1662024-06-02 17:33:21

你有没有听说过光刻机这个东西?听起来很高大上对吧?其实它可是制造芯片的关键设备,可以说是科技界的"国之重器"。

你知道光刻机有多么稀缺和昂贵吗?全世界目前只有三家公司掌握了制造极紫外光刻机的核心技术,它们分别是荷兰的ASML公司、日本的尼康和佳能。想象一下,地球上只有这三家公司能生产出这种芯片"心脏"设备,是不是感觉很不可思议?就好像全世界只有三个国家拥有制造原子弹的能力一样罕见!

光刻机难做到什么程度,国内光刻机突破难度在哪里(1)

别以为我在夸张,事实上一台高端的EUV光刻机的价格高达1.5亿美元,制造周期还长达一年半呢!你能想象用1.5亿元在上海买多少套房吗?为什么光刻机会这么稀缺和昂贵呢?主要原因就在于它的制造工艺实在是太过复杂了。

我们从它的工作原理就能窥见一二。光刻机的主要功能是将芯片的微缩图形精准地印刷到硅片上。可是,当芯片的线宽越来越小时,用可见光就无法很好地完成这个任务了。你知道为什么吗?因为可见光的波长太长,会影响成像的精度。

光刻机难做到什么程度,国内光刻机突破难度在哪里(2)

为了解决这个问题,科学家们发明了极紫外光刻机,它使用的是波长更短的极紫外线。极紫外线波长只有13.5纳米,比可见光短了几百倍,因此能够将更小的图形精准印刷到芯片上。

不过,要制造出使用极紫外线的光刻机可不是一件容易的事。极紫外线在空气中会被吸收,所以整个曝光过程必须在真空环境中进行。极紫外线对普通透镜会造成损伤,因此需要使用特殊的反射镜来聚焦。

光刻机难做到什么程度,国内光刻机突破难度在哪里(3)

更大的挑战是,极紫外线的光源非常困难。目前,ASML使用的是一种叫做"锡等离子体"的光源,它通过激光轰击锡滴液体产生等离子体,从而发出极紫外线。可以想象,这个过程是多么精密和复杂。

除了光源,光刻机的其他部件也都需要达到极高的精度要求。比如,曝光系统中的反射镜表面的粗糙度不能超过0.1纳米,否则会影响成像质量。再比如,硅片的位置需要精确到几纳米的水平,才能保证图案对准。

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