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中芯国际为什么非要买7nm的EUV光刻机呢,7nm的DUV光刻机不是一样能用吗? 第1页

  

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首先纠正一个常识性的错误,没有7nm的DUV光刻机,也没有7nm的EUV光刻机。

所有的DUV光刻机,用的光源都是193nm波长的ArF excimer laser,之前的一代DUV,用的光源是248nm波长的KrF excimer laser。另外,EUV光刻机的光源,是13.3nm的laser pulsed tin plasma。

DUV是deep ultra violet (深紫外光)的缩写,人的肉眼,可见光的波长大约是400-700nm,红光波长紫光波短,波长比红光波更长的是红外光(Infrared),波长比紫光更短的是紫外光 (ultra-vilolet),显然无论是248nm波长的KrF还是193nm的ArF,光波长度都低于紫光,都在紫外范畴,至于13.3nm的波长,那是紫外光波长范围继续细分,称之为极紫外光 ,英文extreme ultra violet,这也是EUV的由来。

为什么能用波长193nm的ArF光源,光刻出远小于波长本身的物理尺寸,比方40nm,28nm.....甚至14nm,7nm...这个就说来话长了。大阪大学的 @雨落 做了一个很好的科普,是关于光的衍射。另外,光波长和能光刻出的最小尺寸的关系,我这里还有个公式:

如果不在光学器件上做文章,193nm的ArF DUV,最小能达到的关键尺寸,其实是60+nm。那么怎么在不换光源的前提下,能把关键尺寸做的更小?

第一个革新,就是immersion,也就是浸润式光刻:纯水的折射率有1.5,在projection system的最后一个镜头和硅晶圆(wafer)之间的空间,通过独特的设计,每次曝光的时候,充纯水进去,能利用水的折射,稳定的聚光,从而把能达到的关键尺寸,缩减到40+nm,具体是40nm,还是43或者45nm,看各个不同的公司自己的工艺水准。

第二个革新,就是double/triple patterning:原本一次曝光的图形,想要做的更小,分多次曝光完成。具体一点,就是多设计几层光刻板(reticle),把关键尺寸,用光刻板不同层之间的差异来实现。这样做的麻烦之处,就在于增加光刻工艺的复杂程度,拉高了单元芯片的制造成本,以及在技术上,不同光刻层之间,对板的误差要求,会随着技术节点(technology node)的推进,而越来越高。

台积电,三星,Intel,就是用这样的办法,DUV+immersion+double/triple patterning,做到了10nm甚至7nm的关键尺寸。我们国家的中芯国际,做到了14nm。用的是同样的光刻机。

7nm往下,还要继续推进到5nm,3nm,甚至2nm,ArF 193nm的光源,真的是无能为力了。所以,需要EUV,用更短的波长去完成更小关键尺寸的光刻工艺。

中芯国际现在才做到14nm。即便给中芯国际三五十台EUV光刻机,也是没办法迅速弯道超车到5nm(3nm)。半导体技术的研发,不是仅仅依赖于那个先进的设备,同样重要的还有光刻工艺。而每一代光刻工艺(例如 14nm),是要迭代应用到下一代产品 (例如 10nm)。技术实力强的公司,或许能跳过一代技术节点做研发(但是难度非常大),可是没可能跳过两代技术节点。

所以中芯国际只买了一台EUV。价格贵(大概1.08亿美元)不是只买一台的唯一原因,而是买多了,现在真用不上。就这一台,还是着眼于两三代技术节点之后的产品研发(14nm ->10nm -> 7nm -> 5nm)。必须要用EUV的,是5nm以及以下,直到7nm,DUV都够用。台积电已经给出很好的示范了。不要提到这种问题就爱国,就沸腾,就美国掐脖子,就荷兰是帮凶....多了解一些技术背景。三星,英特尔和台积电疯抢EUV,是因为他们目前就要用。三星和台积电都已经开始攻坚3nm了。而中芯国际,在logic device领域,确实还是第二梯队的,下一代和下下代研发,都不是非EUV不可,DUV完全够用。需要多沉下心来多琢磨光刻工艺。

可喜的是,经过多年内耗,中芯国际已经走在一条正确的道路上了。

一个海沙帮的小卒,拿把屠龙刀,也无法称霸武林的。还是要有内功心法,有实战招式。


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说一件至今想来都非常后怕的事情。

宝宝三岁时的一个周末,因为一点小事情和老公吵了一架,于是一气之下我自己带宝宝出去散心,打车去了一个比较大的公园。因为是周末,公园里到处都是人,很吵,我心情不好就带着宝宝往人少的地方溜达躲躲清净,顺着一条比较偏僻的小路一直走,走到了一片很大的垂柳的后面。这里只有一条小路,小路的左侧是一大片湖水,岸边种着很多密实高大的垂柳,把小路遮挡的严严实实,一湖之隔的地方就是公园长亭,但是隔着这么大的湖,吵闹的声音已经变得很小了;小路的右侧是一面高墙,大约两米多高,墙顶是弯曲的古风屋檐形状,大概在一米五高的地方有间隔的菱形孔洞,盘子大小,这面墙应该是公园的外墙,外面是什么地方不清楚,但是很安静。这条小路大概有约五六百米长,很偏僻,也没什么亭台楼阁的景色,所以居然没有一个人到这边来,我带着宝宝走到小路的中间位置,就停下来休息,路旁就是湖边,有很多造型各异的大石头,我坐在石头上发呆,看着宝宝在靠近墙侧的地方玩,偶尔逗逗宝宝跟他说说话,湖边有微风,树荫下也很凉爽,本来是很惬意的时光,不知道为什么我突然觉得毛骨悚然,猛一抬头,正对上围强孔洞中露出来的半张脸,一个男人,在围墙后面不怀好意的盯着我们,不知道盯了多久!我心里一咯噔,脸上还是装着不经意的甚至是居高临下的把眼神扫了过去,虽然心里不太舒服,但是毕竟隔着围墙,想着围墙那么高,他就算是坏人难道还能翻进来不成?发觉我的视线扫过,他慌乱的走开了,我听到自行车的声音,看到一小块灰色的身影像是蹬自行车的样子过去了。

又坐了一会,心里还是有些忐忑,想了想还是走出去到人多的地方吧,虽然吵闹,毕竟带着宝宝还是安全重要。于是我站起来拿着水壶想给宝宝喝点水就走,走到宝宝身边的时候,正好是面向着来路,我突然发现在小路后面,就是我们刚刚走过来的地方,距离我们大概二三十米的位置,一棵高大粗壮的垂柳后面,躲着一个男人,而且很明显在观察我们。我坐在大石头上时一点也没有看到或者听到任何声音,因为我突然起身到宝宝身边给他喝水,视线改变了,他躲的粹不及防,所以我看到了他。瞬间我浑身冷汗,他太明显不像个好人了,看到我起身马上就躲,但是能感觉到投射过来的隐约的视线,我不知道他是不是刚才围墙外的那个人,因为这个人的上衣也是灰色的,又或者是那个人的同伙?我心里害怕极了,我带着那么小的宝宝,在一条没有人烟可能呼救都不会有人听到的偏僻小路里,旁边还有一个那么大的湖,无论这人对我还是对宝宝心生歹意,我估计都没有胜算,怎么办呢?心慌的不行,腿也软了站不住,我只好又坐回了刚刚才离开的大石头上,看着尤自玩着地上小草的宝宝,他一点也不知道危险在靠近,我不能坐以待毙,我要保护他!

我装作根本没有发现那个人的样子,继续跟宝宝说话,声音大了一点:“宝宝,你猜爸爸要多久才能找到我们呀?下次不和他玩捉迷藏了,真是太笨了对不对?”一边说着,一边把手机铃声调了出来,手机铃声响起,我大声的假装接电话:“喂?哈哈哈哈你到哪里了?对呀对呀,我们就在围墙边的这条小路里,你还真能找到啊挺厉害的呀!真的啊你都进来了吗?从哪边进来的呀我没看到你哎?”一边说着,我一边伸长脖子东张西望的装作在找人,就这样我看到那个人迅速的从藏身的大柳树里走了出来,几乎是健步如飞一样顺着小路调头就往回走,没有了垂柳的遮挡,我看到他手里还抱着一个红色的超大的袋子,鼓鼓囊囊的,居然一点也不影响他几乎小跑一般的走路速度。

看到坏人离开,我迅速带着宝宝往相反的方向朝外走,还不停的继续大声说着“爸爸找到我们啦,走啦走啦我们去迎迎爸爸去”,也不知是在安慰宝宝还是在安慰自己。不过几分钟,我们就走到了人群当中,即使烈日当头,即使人群环绕,我依然忍不住不停的颤抖,又后悔又后怕,就为了跟老公一点小小的纷争,我将宝宝置于危险当中了,万一这个人的胆子再大一点,行动再迅速一点,把我推进湖里,改头换面带走宝宝……我真的不敢再想下去,差一点、差一点就造成了追悔莫及的伤害!

分享这个故事,是想要告诉有缘看到的宝妈们,即便光天化日,即便人流如织,坏人们也依然躲在某一个小角落里寻找着任何一点小小的机会,所以一定一定不要轻松大意,毕竟我们做了妈妈,那么孩子的安全就高于一切!

经验的积累是一个过程,谁也不是一生都没有犯过错误,我也已经深刻的反省过自己,不想再被不相干的人大肆批评,所以喷子们请绕道,不文明语言会举报!


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