既然波长越短芯片制程越先进，光刻机为什么不使用波长极短的伽马射线？ 第1页

很多人都以为限制芯片制程的是物理定律；但是实际上，更重要的限制因素是经济规律。

很多人都听说过摩尔定律，觉得就是“集成电路上可容纳的晶体管数目，每隔1-2年就能够翻一倍”；但是实际上，严格上来说应该是“在成本基本不变的情况下，集成电路上可容纳的晶体管数目，每隔1-2年翻一倍”。

这张图还是让我很震撼的。2012年时的技术与1979年时的技术相比，虽然晶圆的尺寸完全不同了，虽然光刻机的光源也完全不同了，虽然仪器的价格也截然不同，虽然已经相隔了33年，但是均摊在单位面积上的成本却没有什么差别！（不考虑通货膨胀的情况下，图片来源：Chris Mack 教授的 CHE323 课程）

单从物理规律上来说，要做出更小的结构，简直方法太多了：使用电子束光刻（E-beam Lithography），由于电子的德布罗意波长很短，很容易可以做出制程甚至小于1 nm的芯片。但是问题在于，首先产生大量高能电子束的成本会升高，其次电子束光刻的速度很慢，比目前的光刻速度慢了成千上万倍。芯片做得慢，成本还要高，那么当然是没有什么前途的。另外还有些特定的layer对于光刻的时长有要求。

或者采用类似AFM的方式甚至理论上可以得到更小的结构，但是那样速度也就更慢了。

亦或采用Nanoimprint Lithography的方式，也容易得到极小的结构，但是这样的方法得到的芯片缺陷极高，而且也相对较慢。

实际上EUV光刻机在早在十多年前就已经可以做出一些芯片了，为何直到不久前才开始投入使用呢？因为之前的光源强度不够，光刻速度太慢了。

总而言之，芯片制程不仅仅是一个物理问题，更重要的是经济问题。

下视频中，从1分40秒开始介绍这个问题。