03.03 芯片刻蚀机的研发到底有多难?

-二小姐-


芯片刻蚀机在芯片研发中非常重要,这个好比你学了很多知识,但是高考还是考不好一样的道理。也就是它决定着芯片能否最终生产出来的制胜关键。放眼全球,目前也只有少数几个企业可以实现。

其实在芯片生产方面,真正的难度在于光刻机而不是刻蚀机。这里应该会有人疑问,两者有何区别吧。其实来个比喻就晓得了,比如木匠施工,光刻机好比木料上用墨斗划线,而刻蚀机相当于用斧子、刨子等具体施工。

而在刻蚀机方面,我国已经取得了非常大的成绩。比如7、5纳米的刻蚀机我们也能自主生产,现在真正的难点在于光刻机。芯片生产要经历高达500道左右的工序,必须经过光刻机放样,刻蚀机施工,清洗机清洗。这意味着光刻机放样达不到精度,刻蚀机就失去用武之地了。

而ASML便是技术最为先进的企业,服务对象就包括三星、高通等等。也就是说芯片企业如高通、三星都要采购ASML的设备,可想而知芯片光刻机研发有多难。另外光刻机也被称为集成电路产业皇冠上的明珠,该技术门槛、研发成本非常高,而且要承担非常高的试错成本。也因为如此,掌握该技术的企业非常少。


科技之窗


芯片不能小瞧,它是电子产品的核心,但制造芯片的关键设备之一便是刻蚀机, 它也是芯片成功制造出来的关键。所以它的研发肯定是有一定难度的,不过我们已经在刻蚀机上有所成就,现在真正有难度的是光刻机。

刻蚀机的功能就等同于木匠在然后在木头上用斧子、锯子、刨子,凿子等施工。他们的性质一样,但是他们的精度差别却很大,刻蚀机要精确到纳米,而普通木匠只需要精确到毫米就行。就如当今的手机芯片,高通骁龙845,海思麒麟970都是台积电的10纳米技术。那有人会问10纳米有多小呢?这里有个比喻,如果把一根直径是0.05毫米头发丝,按轴向平均剖成5000片,每片的厚度大约就是10纳米。




但是在刻蚀机方面的技术,我国已经突破。我们国家可以自主生产7、5纳米的刻蚀机,现在真正的难点在于光刻机。


在芯片加工过程中,光刻机放样,刻蚀机施工,清洗机清洗。然后反复循环几十次,一般都是要500道左右的工序,芯片也就是晶体管的集成电路才能完成。放样达不到精度,刻蚀机就失去用武之地了。

但现在世界最先进的光刻机还掌握在荷兰和美国手中,国内也只有台积电有最先进的光刻机。前段时间中科院研制出了一台高精度的光刻机,但不能用于研发芯片,着实啊有些可惜。


科飞猫科技公社


芯片看似小小的一块,确实是电子产品的大脑。中兴芯片事件确实刺痛了国民,暴露了中国芯片产业链的一些薄弱环节。其中芯片薄弱环节像光刻机和EDA工具在本土企业一片空白。亮点就是芯片刻蚀机国产化在本土企业已经做出小有成就,可喜可贺。


芯片制造的关键设备之一,刻蚀机。刻蚀机其实简单点说就是把光刻机刻出的电路结构,在硅片上进行微观雕刻,刻出沟槽或接触孔。刻蚀机在本土得到快速进展,困难是有的,可比空白的光刻机强多了。

难就难在光刻机,它在本土可以说是空白。光刻机原理看似简单,就是用光将掩膜板上的电路结构复制到硅片,过程看似简单,但是难倒了本土众多企业。光刻机和刻蚀机,一个是在硅片做好电路模子,刻蚀机就在硅片已做好的模子上做精细雕刻。就是这样的看似简单的过程,其技术含量太高。

本土生产刻蚀机的企业有中微半导体、北方微电子、金盛微纳科技,说明中国在刻蚀机方面不断努力是有功劳的。只有坚持自主研发,自主创新,才能手握主动权、才能崛起芯片工业、才能不让人掐住命脉!


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