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不用光刻机,若何制作5nm芯片?

时间:2024-10-24 12:27:50 分类:探索 来源:

原问题:不用光刻机,不用若何制作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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