euv光刻機(jī)難還是原子彈難？

最近幾個(gè)月，關(guān)于我們的芯片被卡在美國(guó)脖子上的憤怒在中國(guó)蔓延，于是很多人把目光投向了光刻機(jī)，誓要打造我們自己的光刻機(jī)。原因是我們可以在一貧如洗的年代造出原子彈，但你害怕光刻機(jī)嗎？

那么，制造掩模對(duì)準(zhǔn)器很難嗎？還是造原子彈難？雖然小編不是這方面的專家，但半年多來(lái)，小編一直在通過很多專家、媒體或渠道學(xué)習(xí)一些芯片制造的基礎(chǔ)知識(shí)。那么小編敢于談?wù)撨@個(gè)需要整合全球知識(shí)和技術(shù)的話題。

這里就不討論它的制造工藝了。這不屬于小編的專業(yè)領(lǐng)域。我只談小編學(xué)到的一些困難。

根據(jù)光刻機(jī)的發(fā)展歷程和所使用光源的不同，我們可以將光刻機(jī)依次分為紫外光源(uv)、深紫外光源(duv)和極紫外光源(euv)，小編就不解釋它們的工作原理了。

如果沒記錯(cuò)的話，如果要生產(chǎn)7 nm以下的芯片(請(qǐng)見諒)，需要euv極紫外光源的光刻機(jī)。euv光刻機(jī)也是目前世界上最先進(jìn)的光刻機(jī)，現(xiàn)在世界上只有一個(gè)能做出來(lái)：asml(荷蘭的鎮(zhèn)國(guó)之寶)。

單臺(tái)價(jià)格近1.5億歐元，折合人民幣近11.8億元。

光刻機(jī)之所以這么貴，是因?yàn)樗诤狭巳?、TSMC、英特爾等涉及芯片制造的世界頂級(jí)公司的多項(xiàng)技術(shù)，以及無(wú)數(shù)相關(guān)行業(yè)等。在芯片生產(chǎn)的整個(gè)過程中，都會(huì)涉及到ic設(shè)計(jì)、ic制造和ic封裝測(cè)試。最大的難點(diǎn)和關(guān)鍵在于如何將線路圖從掩膜版轉(zhuǎn)移到硅片上，這個(gè)過程是通過光刻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

在這里，當(dāng)我們還在努力做光刻機(jī)的時(shí)候，TSMC已經(jīng)宣布攻克了2nm芯片，2nm芯片將是一個(gè)全新的領(lǐng)域，因?yàn)樗鼘⒉捎萌碌纳a(chǎn)材料和制造工藝，這意味著TSMC未來(lái)將在2nm芯片領(lǐng)域擁有絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)，而三星未來(lái)可能真的只能哭了。

因此，光刻機(jī)的工藝水平將直接決定芯片的工藝水平和性能水平。從前面的介紹可以看出，光刻機(jī)只是整個(gè)芯片制造的一個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)然也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。但是，要想完成光刻機(jī)的設(shè)計(jì)和制造，必須掌握以下掌握在自己手中的科技力量，包括：高分子物理化學(xué)、表面物理化學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、精密儀器、機(jī)械、自動(dòng)化、軟件。

先不說(shuō)我們有沒有這么大的人才庫(kù)。既然光刻機(jī)里面有很多公司的知識(shí)和技術(shù)，必然會(huì)涉及到知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

很多人可能也會(huì)覺得，我們這幾年對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)越來(lái)越嚴(yán)格了。最典型的例子就是對(duì)盜版電影的打擊，而國(guó)外對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)只會(huì)更嚴(yán)格，涉及到美國(guó)、日本等半導(dǎo)體方面實(shí)力很強(qiáng)的公司。

所以我們要造光刻機(jī)，首先要突破他們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)封鎖，這是一條非常艱難的路。

原子彈呢？回想一下，當(dāng)我們制造原子彈的時(shí)候，是誰(shuí)幫助建立了軍事工業(yè)的基礎(chǔ)？答案是蘇聯(lián)。

關(guān)于原子彈的制造和設(shè)計(jì)，我們有哪些科學(xué)家？小編說(shuō)了幾個(gè)：

在居里夫婦指導(dǎo)下從事輻射研究的科學(xué)家錢三強(qiáng)；

從美國(guó)回來(lái)的加速器設(shè)計(jì)制造科學(xué)家趙忠堯；

王，清華大學(xué)畢業(yè)后赴德留學(xué)的物理學(xué)家；

有我們的“原子彈之父”，核物理學(xué)家鄧稼先；

.等等。

當(dāng)年，這些科學(xué)家除了有一股火熱的愛國(guó)熱情外，大部分都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是幾乎都是出國(guó)回國(guó)，都是在西方國(guó)家留學(xué)或從事航天、核物理等相關(guān)知識(shí)的深造和工作，幾乎都是那些領(lǐng)域的頂尖人才。

正是在這樣的背景下，我們?cè)谀莻€(gè)貧困的年代創(chuàng)造了“驚天動(dòng)地的聲音”。

那么，我們現(xiàn)在的人才庫(kù)中，有多少人能取得和鄧稼先一樣的成就？

即使我們現(xiàn)在有很多制造掩膜版對(duì)準(zhǔn)器的人才，但掩膜版對(duì)準(zhǔn)器只是芯片制造眾多步驟中的一個(gè)。

比如芯片的生產(chǎn)，需要絕對(duì)無(wú)塵的環(huán)境，任何比頭發(fā)絲還要細(xì)幾倍甚至幾十倍的灰塵都會(huì)影響芯片的最終成品率。其中有一種清潔液(具體名字記不清了)，目前只能在日本生產(chǎn)，因?yàn)橹挥羞@家日本公司能把這種清潔液做到幾乎絕對(duì)純凈。

另外，芯片制造需要非常非常高的加工精度。比如我們把一個(gè)晶圓的尺寸放大到德國(guó)的面積，那么整個(gè)晶圓表面在制造過程中的高度誤差范圍是多少？

答案是：1厘米！

綜上所述，芯片制造并不是很多人想的那樣。如果你買一個(gè)光刻機(jī)，你可以做一個(gè)芯片。否則，武漢（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）洪欣抵押給銀行的光刻機(jī)早就贖回來(lái)了。

芯片制造是眾多上下游產(chǎn)業(yè)鏈的大集合。除了前面提到的困難之外，還有例如芯片制造出來(lái)之后如何封裝和運(yùn)輸，因?yàn)檫@些載體要求具有絕對(duì)的抗震性和穩(wěn)定性，在顛簸的運(yùn)輸過程中不能對(duì)晶圓造成任何損傷。

再說(shuō)了，就算光刻機(jī)來(lái)了，廠家應(yīng)該怎么組裝？那怎么調(diào)試呢？

如果你不會(huì)組裝，即使給你一個(gè)光刻機(jī)，你也無(wú)能為力，因?yàn)楣馐墙M裝就需要非常高的精度。

如果能聚集一批科學(xué)家造出原子彈，芯片從原材料到成品的運(yùn)輸過程中可能需要整合上千家供應(yīng)商，每個(gè)供應(yīng)商都要有絕對(duì)過硬的技術(shù)。只要其中一個(gè)有缺陷，其結(jié)果將直接影響成品芯片的質(zhì)量。