如何看待大陆9纳米光刻机样机问世? 第1页

机缘巧合，我刚好是这个实验室毕业的，现在作为光刻工艺工程师，也接触到了差不多是最先进的ASML NXT 系列光刻机，更先进的EUV还没有见过；

先说结论，首先新闻中实现9nm分辨率是真实的，但是对国内光刻机的研发贡献非常有限，因为从实验室理论实现到量产设备的研发成功相差实在太远，而影响到ASML光刻机降价更是完全不存在的。

武汉光电国家研究中心之前还叫武汉光电国家实验室，但是可能是国家对于国家实验室的定位一直不明确，当时的一批国家实验室也没有达到标准，所以降级成立研究中心这样的一个研究机构。武汉光电国家研究中心的研究领域是光电相关，光刻技术一直也都不是重点研究方向，所以这次是重点引入人才实现的，附上甘棕松教授的个人信息

甘棕松 中文主页 华中科技大学教师个人主页系统

个人简介：甘棕松，男，教授，博士生导师。2008年本科毕业于南开大学物理学院, 2013年博士毕业于澳大利亚斯威本科技大学微光子学中心。2017年回国，甘棕松教授致力研究超衍射极限光学精密技术，重点研究激光微纳制造新技术的开发和及其在新一代信息技术中的应用。涉及领域包括三维纳米光刻技术的开发；三维半导体微纳器件的激光制造及其应用；光学大数据存储技术；激光3D微纳打印；高密度微纳电子器件的激光致冷技术；大型科学与工程装置中的大数据软件技术等等。其研究成果在三维芯片制造，光子芯片，大数据存储，3D纳米打印，仿生学等领域具有较强的国际影响力，并受到国际学术界、产业界和大众媒体的多方关注。近五年来，以第一作者在Nature Communication、Science Advances、Applied Physics Letters、Optics Express等国际权威期刊共发表学术论文10余篇，其中ESI高被引用论文1篇。合著书籍章节2章，专著1部。研究成果被Nature Nanotechnology、Nature Materials等世界顶级期刊专题评论，评论为“该方法使得（激光制造）的特征尺寸和分辨率突破了光的衍射极限”。此外，其在超衍射极限激光三维制造技术领域所取得的成果展示了单光盘1 PB（1000TB = 1,000,000 GB）存储能力的技术飞跃，其相关研究成果被全球超过1000家新闻媒体报道和转载。2014-2016年主持澳大利亚科学及工业教育基金（SIEF）项目1项（共41.1万澳元），现主持和参与国家自然科学基金面上项目各1项。获得2014年澳大利亚维多利亚州Victoria fellowship称号，2017年湖北省楚天学子称号。

从介绍看，确实是很不错的研究成果，因此特意去找了下相关论文，其中实现9nm 分辨率的成果在2013 年就已经发表在Nature Communication 上，

以下是与传统光刻以及EBL(电子束光刻，也叫电子束直写)的比较； EBL可以很轻松的达到较高的分辨率，但是EBL速度非常慢，如果把传统光刻类比成复印，那么EBL就相当于手写，因此EBL一般在半导体制造中只用于掩模版的制造，并不用于晶圆加工；

第二个是传统的单束光光刻，实际分辨率其实是小于100nm的，可以达到30nm级别，EUV则更小；

光刻的分辨率可以由瑞利判据进行计算（Rayleigh criterion）：

Resolution= k1 *λ/NA

以目前主流的最先就的ASML 193nm immersion NXT 设备为例 (EUV 先不考虑)，λ= 193nm, NA =1.35, 为了保证足够的工艺稳定性，一般要求k1>0.3, 这样计算的分辨率约为38 nm;

第三个是甘棕松教授实现的双束OBL，能力有限，光学原理不是很懂，下图d中E插图就是9nm特征尺寸的实现：

除此之外，文中还特意提到了特征尺寸和分辨率的差异，对于单线条可以实现9nm的尺寸，那么两个线条之间的最小距离又能达到多少呢？ 文中给出的极限分辨率是52nm, 事实上，如果线条之间的最小距离是52nm的话，9nm线宽并不能提高晶体管的密度，类似于木桶理论，那么对于集成电路制造就没有应用的意义了。

而最近新闻中报道的是下图，看起来分辨率好像也得到了提高，但是还没有看到详细资料因而不能证实；除此之外，实现高分辨率光刻和是否可以应用于芯片制造又有很大差异，很多实验室所能实现的超分辨率都是完全规则的图案，例如下图中非常规则的格子或线条，

而实际集成电路所需要的是下图这种复杂的电路连接，因此这种光刻原理是否能适应这种图形要求还是存疑的，

毕竟有前车之鉴，这个是去年的新闻，也是被没有职业道德的媒体所误导的：

综上，9nm线宽的光刻工艺是真实可以实现的，但是依我个人对原理的理解，暂时并不能用于芯片制造（如果有误欢迎指正）；但是也并非没有意义，新的方法的突破还是意义重大的，可能为以后芯片制造提供一个新的方向，此外还可能在其他微纳领域发挥作用。

最后再来看下ASML实际量产的最新产品EUV设备吧，实际分辨率可以达到13nm, 确实不如报道中的9nm分辨率；但是这台设备确是货真价实的量产设备，可以实现高分辨率和高产出，并且用这台设备生产的芯片已经可以在市面上买到了，因此差异还是巨大的。

另外，在光刻机系统中，除了光学系统以外，还有大量的机械运动系统，测量系统，控制系统等等，因此就算是光学系统上突破，和ASML的差距依然还是十分巨大的，因此完全谈不上影响到ASML的地步。

最后，对于国内学者在相关领域取得突破还是表示由衷的祝贺，而对于夸大事实，不顾真相的媒体致以鄙视。