晶片之母,荷蘭的光刻機爲何是世界一流

光刻機是芯片之母,工業之花。要說這麼重要的設備為何只產在荷蘭,不產在中國,日本,就連美國也望其項背。不得不說真是黑科技中的奇蹟。

光刻機(Mask Aligner) 又名:掩模對準曝光機,曝光系統,光刻系統等。用光來製作一個圖形(工藝),有點類似過去的交卷照相機;例如將計算機上圖形電路結構“複製”到硅片上的過程。

其實行業內都知道,芯片的生產首先離不開科學家在電腦上進行繪製芯片電路結構,這個時候一般會用到VHDL語言(通用硬件描述語言,想學習芯片設計的,趕快找來學習,高薪啊)。在芯片( IC) 設計中,最重要的步驟就是規格制定。規格制定的第一步便是確定芯片 的目的、效能,對大方向做設定。接著是察看有哪些協定要符合,像無線網卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等規範,不然,這芯片將無法和市面上的產品相容,使它無法和其他設備連線。芯片設計過程一般使用硬體描述語言(HDL)將電路描寫出來。完成以後,放入電子設計自動化工具(EDA tool),讓電腦自動將 HDL code 轉換成邏輯電路,產生如下的電路圖。之後,通過仿真技術,反覆的確定此邏輯結構設計圖是否符合規格,並對錯誤進行修改,直到功能正確為止。接下來就是通過光刻機進行掩模(生產芯片的過程)

芯片之母,荷蘭的光刻機為何是世界一流

芯片電路圖

圖中可以看到藍、紅、綠、黃等不同顏色,每種不同的顏色就代表著一張光罩層。 層層光罩疊起一顆芯片,罩疊有點類似電路設計中的電路板層。在具體芯片製作時逐層製作,在光刻機上便會產生期望的芯片了(具體的硅片製作過程後續論述)。

芯片之母,荷蘭的光刻機為何是世界一流

光刻機

要說光刻機,生產芯片的光刻機為何獨獨荷蘭的最好?其實光刻機在世界上很多國家都有生產,我們國家也有。說到荷蘭的光刻機,不得不說世界的工業發展史。光刻機是一中工業產品,而歐洲可以說是代表了世界級的工業發展方向,從瓦特發明蒸汽機開始,到現代化的工業4.0。歐洲一直走在世界的最前沿。歐洲在進行工業革命時,我們還在封建社會,包括美國、日本都還在奴隸社會。就拿現在的汽車,歐洲的最好。大型工業設備,德國的最好,現在的高鐵技術,地鐵技術,最早就來自歐洲。法國的空客,瑞士的機械錶,尤其以德國西門子的製造技術最為強悍,所以在歐洲能夠生產出這麼精密的黑科技就不會感到奇怪了。而製造光刻機的ASML(阿斯麥)公司最開始是從荷蘭的菲利普公司分離出來的,菲利普公司可不是隻會製造剃鬚刀!它是世界上最精密設備製造商。你就看吧,無論是家庭,還是工廠只要是最精密的電子設備,不是菲利普就是西門子。他們是世界級的工業巨頭,這些企業都堪稱世界工業之母。而光刻機上有5萬個精密的工業零配件,尤其是光學配件,全世界最好的要數德國,所以就近取材進行技術疊加。

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光刻機生產

另外,世界上工業發展的默認分工大致如下:美國人比較崇尚個人主義、自由主義,所以喜歡搞軟件開發、芯片設計(這個活一個人就能幹啊)美國比較多。世界上做的比較好的開發工具,操作系統、芯片大都來自美國。他們才沒有心思去搞光刻機呢,人家只做芯片設計,讓你代工生產就行。哦對了,美國人還喜歡玩金融、股票,投資。

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光刻機生產

德國人,包括很多歐洲人做事比較認真、呆板,所以數學運算能力強,機械設計比較精準。有人說德國人做中餐放鹽的時候一定要用天平秤一下,以便精確到毫克,所以歐洲出了很多大科學家都和認真、呆板,精準有關,愛因斯坦,居里夫人之類的‘精算’科學家,足可以說明歐洲人做事有多認真(愛因斯坦最早是德國的猶太人)。

要說東方人做事就沒有那麼嚴謹了,讓我們在紙上畫畫,寫寫還行,如中國就出了很多畫家、詩人,作家,程序員,炒房者。所以中國互聯網比較發達,這個中國人喜歡把東西做的好看,內容做的比較豐富,房子越買越大有關。精密儀器難度還是比較大的,到現在別說光刻機,汽車發動機還沒搞清楚呢,航空發動機還等著我們呢。所以如果讓我們來研製光刻機,就有點類似中國足球。

日本人模仿能力確實比較利害,但精密儀器的研製就有些吃力了,沒法模仿了,所以同樣也搞不出來,搞不出來咋辦?日本人也有招數,他們就直接用金錢入股阿斯麥公司。以便在芯片行業分點羹吧。也算是對世界芯片行業有點貢獻。另外日本是一個無利不起早的民族,因為光刻機每年世界上的銷量只有12臺左右,成本大利潤小,日本人不想研製吧。

所以未來世界新一代光刻機研製工作,最終會落到我們手裡,因為我們喜歡承接世界工業革命最新成果,我們有這個力量。改革開放以後,也一直是這麼做的。

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