不用光刻机,若何制作5nm芯片?
最近,光刻芯片圈儿又有大往事了。何制
佳能搞出了个新的不用芯片制作配置装备部署 ,不用光刻技术,光刻就能造 5nm 的何制芯片。
而且说是不用再优化优化, 2nm 制程也不是光刻啥大下场。
这可先把一众网友们搞懵圈儿了,何制佳能奈何样欠好好造相机,不用跑进去搞造芯片的光刻机械了?
而且一动手便是 5nm 、 2nm 的何制。
而这 ,不用差评君就不患上不先帮佳能找补多少句了 ,光刻并不断以来,何制佳能在芯片制作配置装备部署上都有妄想,隔邻的尼康也是一个样。
不外当初光刻机的顶尖技术不断都被 ASML 独占,佳能眼看追不上 ,于是在钻研光刻机的同时,又找了另一条赛道:纳米压印。
这次往事的主角,也正是这个 “ 纳米压印 ” 技术 ,反正新闻一出 ,吃瓜公共们的反映是最冷落的。
像是甚么“ 光刻机即将被取代,纳米压印战未来 ” “ ASML 这下要慌了,被换赛道超车了 ” 。。 。种种品评辩说看患上人一片沸腾,彷佛光刻机这玩意儿 ,之后只能在废品接管站里看到了似的。
差评君也去简陋清晰了一下 ,却发现使命比想象中的重大 ,且幽默。
首先这些年来,光刻机的睁开已经逐渐走到一个瓶颈期,芯片制程的后退速率,也肉眼可见患上变慢。
不比力就不伤害 ,反不雅睁开至今才二十多年的纳米压印技术 ,却是一个 “ 快 ” 字了患上 ,噌噌多少年就快要遇上光刻机的进度了。
比力上个世纪五十年月起步的光刻技术,速率直接翻了一倍多。
而且 ,新的纳米压印技术以及光刻机比照,不光老本也降了,致使制作工艺也贼重大 ,更适宜大规模破费 。
这么说吧 ,用光刻技术造芯片,总老本若是十块,光刻技术就患上花三块 ,光阴老本也占到总老本的一半。
比力之下 ,用纳米压印技术可能省掉快要三成的老本 ,若是晶圆吞吐量再提升一点 ,直接就能节约一泰半的老本。
更紧张的是,纳米压印技术的工艺颇为重大,跟盖章同样 ,像下图这种印章列位差友们理当都见过概况玩过吧 。
纳米压印的道理呢,以及它差未多少,只不外是迷你微缩版。
制作的历程总共就分两步,一步造 “ 印章 ” ,一步 “ 盖章 ” 。
先在刻好电路的底板上喷涂印章所需的质料,等凝聚后便是纳米压印的印章。
而后再在晶片上喷涂一层纳米压印胶,直接盖章 、期待凝聚 、脱模就 OK 了。
在造印章、盖章的历程中,都不用交流工具,一个 “ 喷头 ” 就能搞定 ,时期惟独要替换概况的质料 。
而隔邻需要折来折去的 EUV 光刻技术,不光要一个重大的透镜阵列来操作光线 ,而且要发生这个波长极短的极紫外光 ,还患上大功率反对于着。
这样比力之下 ,纳米压印技术简直是集能耗小、工艺重大、配置装备部署轻捷等短处于一身,良多人都以为这会是最有可能替换 EUV 光刻的技术。
而且如今,纳米压印技术也已经睁开出了良多分支 ,光是压印方式就有三种:热压印 、紫外压印以及微打仗压印 ,其中紫外压印罕用在芯片制作中,在紫外光的映射下 ,压印胶很简略凝聚脱模 。
凭证固化方式、压印面积中分类也衍生出了良多差距的工艺。
这些工艺,除了造芯片之外,还能用在 LED 、 OLED 、 AR 配置装备部署中。
可能说,在纳米压印这块儿,已经有百花齐放,步入慢车道的迹象了。
此外,全部芯片制作行业,对于纳米压印技术的关注也良多 。
从 2004 年开始,下面咱们提到的佳能,就开始偏远钻研起了纳米压印。2014 年它笼络了美国的一家纳米压印公司 Molecular Imprints( 份子压模 ),正式宣告进入纳米压印市场 。
其后 ,它还以及东芝( 如今的铠侠 )相助 ,豫备用纳米压印技术造 3D NAND 闪存 ,三星在买 EUV 配置装备部署的同时,也还在入手妨碍纳米压印技术的研发。
就连 SK 海力士也从佳能那边买了纳米压印配置装备部署,豫备搞 3D NAND 闪存破费测试,并妄想在 2025 年实现大规模量产。
假如能顺遂实现商业化的话, 200 层以上的 3D NAND 闪存破费功能会大猛后退。
到时候 ,用纳米压印技术造 DRAM 、 CPU 等芯片做作也就不远了。
在国内 ,纳米压印的市场也是睁开患上火热 ,良多高校像复旦、北大等都有相关的钻研。头多少天佳能官宣自家的纳米压印配置装备部署之后 ,还顺带拉动了国内相关意见股,汇创达盘中一度涨超 14% 。
国内的一些上市企业,好比美凯迪 、奥比中光、腾景科技等也都在纳米压印相关行业有所妄想 ,而且还在不断搞相关技术的研发。
前期 ,市场火热最直不雅的展现便是在专利上 ,当初国外在纳米压印技术相关专利总数上排名第二,占比全天下总数的 16% 。
以是说纳米压印技术 ,妥妥是当初确当红辣子鸡 。
不外在差评君心田尚有个疑团 ,纳米压印技术这么重大 ,一句话就能批注显晰道理,为啥这么晚才被钻研,不理当早就运用了吗 ?
于是我又回偏激子细钻研了下纳米压印的工艺流程 ,发现纳米压印这技术 ,在一起头就卡了个大 BUG 。
而这 BUG ,也算是解答了差评君的疑难,那便是 :光刻机事实会不会被取代、被扩展 ?
还拿盖章章的例子来说 ,用这种措施做芯片 ,第一步首先患上做印章吧,但纳米压印做那个 “ 印章 ” 的模具是 1 :1 的 。
但要奈何样 “ 挖出 ” 印章里这种纳米级的沟道 ?
( 舒适揭示:当初便是由于挖不出纳米级的沟道才搞出的光刻机,用 5 :1 致使 10 :1 淘汰后的电路板光刻。 )
以是能供纳米压印抉择的要末是光刻,要末便是试验室里的电子束曝光以及聚焦离子束。
e妹妹m 合着这一圈儿又回到尽头了。 。。
不外幸好那个做印章的 “ 模具 ” 可能一再运用 ,不用大批破费 ,也算是另一种方式的节约老本,否则真便是脱裤子放屁 。
尽管 ,除了这个大 BUG 外 ,纳米压印尚有良多的技术难题等着处置。
艰深咱们自己玩印章的时候都防止不了印的不屈均,概况缺边少角的 。
而在纳米尺度下的纳米压印技术,这些情景就更不能防止了,像下面这些双方高度不一、印章变形、不残缺适宜的天气都是很罕有的残次品 。
要防止这些残次品的泛起 ,就患上在技术高下功夫。
首先便是喷涂历程 ,也便是在晶片上喷涂纳米压印胶 ,在这个历程中 ,喷涂的厚度、平均度等都有着严厉的要求 ,而且还不能有气泡 、灰尘进入,一旦进入直接就报废了 。。。
处置措施当初都是在压印历程下功夫 ,部份加热不屈均的部份,好让印章以及印胶详尽贴合。
尚有便是脱模历程 ,为了能让压印胶更好的脱模 ,业内艰深都市在胶下面搞上一层纳米级此外抗粘性质料。
这尽管好脱模了 ,但这种抗粘性质料还会以及模具爆发磨擦啥的,模具的寿命也会因此延迟 。
此外尚有压印胶质料、模具质料的抉择,模具定位及套刻精度,精确操作等等一系列下场 。
这些零星的技术难题,展现到产物上便是良率的下场 。
以是,要实现纳米压印芯片量产就绕不开这些下场,而要处置这些下场,大批的研发以及试错老本少不了,这所有 ,都需要光阴来反对于 。
最后,再回到收尾说的纳米压印能不能取代光刻机的下场上。
信托看到这里的同伙们心田思应都有谜底了 :确定不会 ,事实纳米压印在第一步就绕不开光刻技术 。
更紧张的是 ,差评君感应 ,这两种技术之间的关连并非非此即彼 ,与其说纳米压印会取代光刻机,不如说纳米压印是光刻技术的缩短。
就像二十世纪通用机床同样,一起头它们只破费产物,其后转向破费专用工具,专用工具再破费产物,不光扩展了产能,还飞腾了老本。
概况未来有一天,光刻机也会迎来这样的脚色转变,到时候 ,说不定芯片制作业 ,已经实现了新一轮的刷新。
撰文:松鼠 编纂:江江&鹤然 封面:焕妍
图片、质料源头:
果壳硬科技 | 纳米压印光刻,能让国产绕过 ASML 吗
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