给摩尔定律续命EUV光刻暂难当大任

给摩尔定律续命EUV光刻暂难当大任

火狐体育app官网给摩尔定律续命 EUV光刻暂难当大任近年来,在半导体行业,极紫外光刻成为备受众多企业关注的光刻技术之一。前段时间,台湾积体电路制造股份有限公司宣布,已采用7纳米EUV工艺。今年,三星公司正式发布了7纳米EUV芯片Exynos 9825,该公司称此芯片将晶体管性能提高了20%至30%,将功耗降低了30%至50%。之所以备受关注,一个重要的原因是,有传闻称,EUV光刻有望成为摩尔定律的“救星”。半个多世纪以来,半导体行业按照摩尔定律不断发展,由此驱动了一系列的科技创新。随着芯片尺寸越来越逼近物理极限,摩尔定律在未来是否依旧奏效,成为现在全行业都在关注的问题。那么,这项技术能否为摩尔定律“续命”?它又是否已经到了最好的应用节点?针对上述问题,科技日报记者采访了业内专家。将电路图和电子元件“刻”到“底片”上在认识EUV光刻前,让我们先来认识一下光刻技术。“其实,光刻技术跟照相技术差不多,照相是将镜头里的图画‘印’到底片上,而光刻是将电路图和电子元件‘刻’到‘底片’上。”北京理工大学我找到市场生命就是营销真的是有生命力的,我能感觉到他生命呼吸和跳动的感觉,大家想知什么?材料学院副研究员常帅在接受科技日报记者采访时介绍道,在光刻工艺中,通常以涂满光敏胶的硅片作为“底片”,电路图案经光刻机,缩微投射到“底片”上。制造芯片,要重复几十遍这个过程。“光刻技术的主要作用,就是把芯片上的线路与功能区做出来。”曾在半导体行业工作多年的北大家好,我是陪我APP创始人孙宇晨,我想邀你一起与我踏上财富自由革命之路,我在财富自由的另一边等着你。和大家的一个普遍感受和反应,其实呢,大家我们中国人所理解的中医呀,到了美国本质上,他的这个名词叫做替代医学,大家不要以为替代医学好像很高大上,实际上跟印第安的那个巫医也是归为替代医学这个种类的,不知道大家有没有看过小李子主演的一部电影,我看过叫做荒野猎人,里面的就非常好。京理工大学材火狐体育app官网料学院博士生孟令海对科技日报记者表示,利用光刻机发出的光,通过带有图形的光罩,对涂有光刻胶的薄片进行曝光,光刻胶见光后会发生化学反应,从而使光罩上的图形印到薄片上,线路和功能区随之显现。常帅表示,在芯片加工过程中,光刻是其中一个重要的步骤,其甚至被认为是集成电路制造中最为关键的步骤,决定着制造工艺的先进程度。摩尔定律指出,芯片上可容纳的元器件数目每隔18个月翻1倍,同时芯片性能每隔18个月提高一倍,而价格下火狐体育app官网降一半。“光刻技术的‘雕刻’精细度,直接决定了元器件、电路等在芯片上所占的体积。因而,光刻是决定芯片能否按照摩尔定律继续发展的一项重要技术,如果没有光刻技术的进步,芯片制造工艺就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。”常帅说。孟令海向记者说,随着芯片制造工艺由微米级向纳米级发展,光刻机所采用的光波波长也从近紫外区间的436纳米、365纳米,进入深紫外区间的248纳米、193纳米。EUV光源波长为主流光源的1/14EUV光刻所用的光波,是波长为13.5纳米的极紫外光。相比当前主流光刻机所采用的193纳米光源,EUV光源的波长约为前者的1/14,这使其能在硅片上“刻”出更细的痕迹。“业内形容EUV光刻的精细程度,常打的一个比方是,好比从地球上射出的一缕手电筒光,其能精准地照到月球上的一枚硬币。”孟令海说。为满足摩尔定律的要求,技术人员一直在研究、开发新的芯片制造技术,来缩小线宽并增大芯片的容量。“线宽是指芯片上最小导线的宽度,是衡量芯片制作工艺先进性的重要指标之一。”常帅说。“如今,芯片制造商大多使用波长为193纳米的光刻技术,用其在‘底片’上‘描绘’出精细的图案。但实际上,193纳米光刻目前已经达到了技术极限,只能火狐体育app官网支持80纳米的线宽工艺,无法在芯片上实现更小线宽。”常帅说,由于光源更细,EUV光刻技术可以应该有更多时间进行企业的顶层设计,乃至是顶层设计,比如企业的商业模式,战略规划,资本运营,股权激励,等等这些顶层设计的内容,以及企业的经营哲学,价值观,使命与愿景,这些顶层设计的内容都需要我们企业家思考和规划,那就要花费我们相当多的时间和精力。关于企业的顶层设计,相对应的就是我们当下,往往也就是可以具象为理解,我们企业这个月的业绩或者是订单或者是日常管理,很多企业家把大多数时间精力花在了当下的业绩和管理之上,但实际上,如果我们把70%的时间花在顶层设计和顶层设计上,才能指引我们更好的务实,才能指引我们更。好的,产生业绩,因为方向比努力更重要,企业家的首要职责就是指明方向,企业是有分工的,当企业家把70%的时间放在顶层设计上的时候,而恰恰是需要我们的企业家调动引导和推动我们的团队高管,中层经理员工把更多的时间和精力放在当下的订单业绩和管理之上,这才是个。满足22纳米及更小线宽的集成电路生产要求。“可以说,EUV是目前距离实际生产最近的一种深亚微米光刻技术。如果采用该光刻技术,可在芯片上实现10纳米以内的线宽。”孟令海说。摩尔定律不只对性能提出要求,另一个要求是成本的降低。所以,“救星”还必须承担起省钱的重任。EUV光刻技术恰好能符合这个要求。常帅介绍道,光刻机在工作过程中,要频繁地进行曝光。简单来说,就是用光线照射硅片,让未受掩模遮挡部分的光刻胶发生化学反应,这样才能将石英掩模上的电路图显影到硅片上,以便后续进行刻蚀、去胶等一系列工序。“目前,主流制造商生产1枚芯片,可能需要进行4次,甚至更多次的曝光。若采用EUV光刻技术,只需1次曝光就够了,这样就可大幅降低生产制造成本。”孟令海说,换句话说,EUV光刻技术不仅提升了刻录的精细程度,也能让芯片的价格更便宜,符合摩尔定律对成本的要求。不仅如此,EUV光刻技术之所以受到各大集成电路生产厂商的关注,还因为该光刻技术是传统光刻技术的拓展,能使现有生产工艺得以延续。让摩尔定律至少再延续10年既然EUV光刻技术好处多多,这么看来,为摩尔定律“续命”的重任,可以放心交给它了。然而,事实并非如此。常帅和孟令海介绍,目前来看,EUV光刻技术进展比较缓慢。同时,极紫外光刻光学系统的设计和制造也极其复杂,尚存在许多未被解决的技术难题。据孟令海分析,EUV光刻技术目前主要面临三大挑战。“首先是光源效率,即每小时能‘刻’多少片,按照量产工艺要求,光刻效率要达到每小时250片,而现在EUV光刻效率尚难达到这一要求,因此还需进一步提高,但实现难度相当大。其次是光刻胶,EUV光刻机和普通光刻机的技术原理不同,普通光刻机采用投影进行光刻,而EUV光刻机则是利用反射光,需要借助反光镜,这使得光子和光刻胶的化学反应变得不可控,有时会出现差错。最后是光刻机保护层的透光材料,要提高光刻机的刻录精度,就需要在其上面增加一个保护层,但现有保护层材料质量欠佳、透光性比较差。”孟令海说。此外,据常帅分析,EUV光刻工艺的良品率也是阻碍EUV光刻发展的“绊脚石”。目前,采用一般光刻机生产的芯片,其良品率约为95%,而EUV光刻机的良品率仅为70%至80%。“要想解决这些问题,关键是要提升市场订单数量,只有订单多了,厂商用得多了,才能吸引更多光源、材料等上下游企业共同参与研发,进而完善EUV光刻产业链。”常帅说。即使在技术上达到要求,收益缺乏足够的吸引力,也很难让制造企业产生应用新技术的动力。目前看来,采用EUV光刻技术的生产成本十分高昂。资料显示,最新的EUV光刻机价格或超过1亿欧元,是常规193纳米光刻机价格的2倍多。此外,由于功率极高,EUV光刻设备在生产时消耗的电量也远超现有同类机器。那么,目前来看,EUV光刻技术能为摩尔定律的延续,起到哪些作用呢?孟令海表示,在光刻线条宽度为5纳米及以下生产工艺中,EUV光刻技术具有不可替代性,在未来较长一段时间内,EUV光刻技术都可能成为延续摩尔定律发展的重要力量。“因此,如果解决了工艺技术和制造成本等难题,EUV光刻设备将是7火狐体育app官网纳米以下工艺的最佳选择,它可让摩尔定律至少再延续10年时间。”孟令海说。

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