28nm光刻機與7nm差距在哪?:這個概念就被混淆了!無論是28納米也好,7納米也罷,指的都是光刻機的制程工藝。而光刻機背身只分為紫外光刻機(UV),深紫:-光刻機,7n
這個概念就被混淆了!無論是28納米也好,7納米也罷,指的都是光刻機的制程工藝。而光刻機背身只分為紫外光刻機(UV),深紫外光刻機(DUV),極紫外光刻機(EUV)。其中28納米的制程工藝用DUV也行,用EUV也可以。7納米制程工藝使用DUV也是可以的,只不過太麻煩了,用EUV比較簡單省事。
而DUV光刻機和EUV光刻機的差距主要在:“光源,物鏡”,這三者基本上決定了一臺光刻機制程工藝的高低。如果說到具體的工藝上,那就是28納米制程工藝制造的芯片與7納米制程工藝制造的芯片性能差太多了,基本上28納米制程工藝是9年前的了,如果讓用回9年前的手機,你還愿意么?
先來看光源。DUV光刻機采用的Arf光源,其波長普遍在193納米。而光刻機的分辨率除了正比于波長之外,還主要受限于瑞利衍射極限。Arf光源的極限基本就是7納米了,在提升分辨率的話,那代價就太大了,根本劃不來。而EUV光刻機采用的是EUV光源,其波長為13.5納米,這么短的波長,就很容易實現(xiàn)分辨率的提升,所以使用EUV光刻機的話制程工藝達到7納米,5納米,3納米是很容易做到的。另外,同時開始制作7納米的芯片,EUV光刻機的效率要比DUV高的多。
再來看物鏡組。ASML制造的EUV光刻機使用的是蔡司公司提供的物鏡,其數(shù)值孔徑(NA)值為0.33越大?垂健肮饪虣C分辨率=k1*λ/NA”。也就是說NA值越大表示分辨率越高,光源波長越短,分辨率也就越高。由于受限于技術,導致鏡頭的NA值不能無限增大,所以只能選擇縮小光源的波長了。國內NA值為其0.75的光學系統(tǒng)已經通過驗收了,正在向NA值為1.35的進發(fā)。可以說,國產DUV光刻機的光學系統(tǒng)的NA值已經比ASML的高了。
由此可知,EUV光刻機和DUV光刻機之間的差距有多大。當然了,EUV光刻機需要的光源和物鏡都是需要極高技術支持的,不掌握先進的技術,那是制造不出EUV光刻機的。此外,芯片的制程工藝,不僅僅是由光刻機決定的。更多的在于一個廠商的研發(fā)工藝,比如說,臺積電使用DUV光刻機就可以將芯片的制程推向7納米,而三星就不行了,三星想要制造出7納米制程工藝的芯片,就必須要有EUV光刻機。所以說,現(xiàn)在使用DUV光刻機也是可以實現(xiàn)7納米制程工藝的,只不過就看廠商對技術的研發(fā)怎么樣了。畢竟臺積電上千人的研發(fā)團隊,用了3年時間,燒了數(shù)百億美金才拿出7納米制程工藝。所以說,生產芯片既要舍得投資,還要等待。
實際上在芯片制作上28nm和7nm有著巨大差距,所謂差距是在集成度上,但是芯片的使用效果并沒有差距,就是說芯片功能上用小體積的代替了大的,單位體積下能容納更多設計功能,當然是今后芯片的發(fā)展方向,但是并不代表有些領域一定就是必須使用小的,比如軍用芯片,由于很多國家掌握不了7nm芯片技術,但是由于軍事上的需求,必須防止機密泄露,因此軍事芯片肯定不會采用其他國家的產品,就像俄羅斯,他的軍工產品芯片全部都是自己的,芯片不管多大只能是在自己成熟技術范圍內,中國也是如此,在武器裝備中的芯片絕不可能使用別國的,即使是別的國家可以廉價供應的也不會使用,一定會根據(jù)自己的需要設計生產自己的芯片,因此中國有28nm芯片能力,就會有繼續(xù)發(fā)展的基礎,事實證明芯片技術還是自己的好,不能7nm那就8nm.10nm20nm,包括手機芯片,使用大的芯片,大不了體積大點,費電一些,只要保證功能使用就行,咱們不能急功近利,但是中國芯片技術的發(fā)展肯定會繼續(xù)前進,生成自己的成熟產業(yè)鏈是早晚的事。
提問者是文科生嗎?你混淆了光刻機指標和芯片工藝指標,這兩者不是一樣的。28納米是中國馬上要推出的光刻機指標,通過多次曝光,其可以生產11納米芯片,如果配合正在開發(fā)中的下一代高精度工作臺,有潛力生產7納米芯片。
先說國外的技術,國外在90nm工藝之前使用的DUV光刻機,這種光刻機在90nm之后就用不了了,研究下一代光刻機中途夭折了,這時臺積電提出了浸沒式DUV光刻機,然后和阿斯麥合作,就因為這個想法,他們兩家都從行業(yè)倒數(shù)變成了行業(yè)老大。這種浸沒式DUV光刻機一直用到7nm,這兩年EUV光刻機出來了,用到了第二代7nm工藝上,之后的工藝一直都會用EUV光刻機。
再說國內,國內目前有的90nm光刻機好像是DUV非浸沒式光刻機,目前傳出來的28nm基本上能看出來是浸沒式DUV光刻機,這種光刻機通過后續(xù)改進理論上最多能做到7nm。目前中國還沒有EUV光刻機,估計光源鏡頭什么的也開始研發(fā)了。
所以要我說28nm光刻機出來之后意義非常大,解決的從無到有的問題,同時也讓我們看到了國產7nm的希望,還為后續(xù)的EUV光刻機奠定了基礎。
最后說一下EUV光刻機,EUV光刻機里面確實有很多新想法,光源用的13.5nm波長的光,其實已經是x射線了,這種X射線穿透能力很差,所以不能用透鏡做鏡頭來聚焦了,所以EUV光刻機里面全部都是反射鏡組。確實很不可思議。也正是因為這樣,EUV光刻機才研發(fā)了十幾年[捂臉]。
具體相差程度,用生活里的一個現(xiàn)象比喻一下,未必恰當。但是只有差距更大,沒有更小。
如果把現(xiàn)在的最先進照明技術比做4NM光刻機,那28NM光刻機就應該是火把等級的吧。
不知此比喻恰當否?望指教!
先了解一些瓦森納協(xié)議,他的前身是巴黎統(tǒng)籌委員會,是專門針對一些國家的出口限制協(xié)議。
大意是頂級產品是禁止出口給一些國家的,比如蘇聯(lián)伊朗朝鮮等。對這些國家采取n--2的出口方式,意思是最頂級的是絕對禁止出口的,落后兩代的可以出口。比如光刻機,現(xiàn)在最頂級的光刻機達到了3納米,落后兩代的就是14納米的,中間隔著5納米和7納米。我國可以進口14納米的,5納米和7納米是禁止購買的。當然,西方陣營國家隨便買。
不只光刻機,其他設備同樣如此,頂級的想都不要想,比如德國日本機床,幾乎是n--3了。盡管落后兩代甚至三代,對國內來說,也是最先進設備了,這就是差距!
我手機28nm 和蘋果7nm 沒覺得有什麼差,蘋果吹上了天不還拖個尿袋嗎?
i3和i7有多大區(qū)別?不玩游戲應該差不多,不知道為什么都要追求高端的,手機廠商噱頭賣手機手段而已
大家都知道,光刻機是芯片制造過程當中一個重要的環(huán)節(jié),光刻機直接決定著芯片的質量。而我國作為全球最大的芯片消費國之一,每年進口的芯片都達到幾萬億人民幣。
但是作為世界上芯片消費大國,我在芯片制造方面卻并沒有拿得出手的一些技術或者企業(yè),而我國在芯片制造方面之所以跟一些發(fā)達國家有較大的差距,這里面最主要的一個原因就是光刻機的限制。
雖然最近十幾年我國一直在致力于研究光刻機,但是取得的成果并不是很明顯,目前我國光刻機最高技術也就上海微電子所生產的90nm光刻機。除此之外,目前合肥芯碩半導體公司也具備量產200nm光刻機的實力,無錫影幻半導體公司也具備200nm光刻機量產的實力。
但是目前這些國產光刻機企業(yè)跟asml、尼康等具備28nm以上工藝光刻機的企業(yè)相比,差距還是比較大的,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大。
表面上看,90nm跟28nm或者是7nm從數(shù)字上來看差距不是很大,但實際上這里面是千差萬別的,光刻機每上一個臺階技術難度就會大大增加,可能從90nm升級到65nm并不難,但是從65nm升級到45nm,就是一個技術節(jié)點了,45nm的光刻機技術明顯要比90nm和65nm難很多,至于28nm、14nm和7nm,甚至未來有可能出現(xiàn)的3nm,那難度就更大了,也正因為如此,我國的光刻機的研發(fā)進度一直都比較緩慢。
畢竟光刻機的制造研發(fā)并不是某一個企業(yè)能夠單獨完成的,這里面涉及的技術非常復雜,需要很多頂尖的企業(yè)相互配合才可以完成,比如荷蘭asml作為目前全球最頂尖的光刻機制造商,是全球唯一能夠生產出7nm光刻機的企業(yè),但是asml也需要美國企業(yè)提供光源設備,需要德國蔡司提供光學設備,此外還有來自英特爾,臺積電,三星,海力士等眾多芯片巨頭的資金支持還有技術支持。
而目前制造高端光刻機所需要的一些零部件外國都是對我國進行技術封鎖的,我國又并不具備單獨生產這些高端零部件的實力,這也是為什么我國光刻機長期停滯在90mm,很難有突破的重要原因。
好在天無絕人之路,任何困難都阻擋不了中國實現(xiàn)芯片獨立自主的夢想,經過多年的研發(fā)和積累之后,最近幾年我國光刻機的研發(fā)成果取得了比較喜人的成績。
比如2018年8月份,清華大學的研究團隊研發(fā)出了雙工作臺光刻機,這使得我國成為全球第二個具備開發(fā)雙工作臺光刻機的國家。這種雙工作臺光刻機的研發(fā)難度是非常大的,失敗的風險非常高,之前有很多國家都曾經做過試驗,但基本上都半途而廢了。
再比如2018年11月,由中國科學院光電技術研究所所承擔的國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”通過驗收,該裝備采用365nm波長的紫外光單次成像,實現(xiàn)了22納米的分辨率,結合雙重曝光技術后,未來還有可能用于制造10nm級別的芯片,這為我國芯片加工提供了全新的解決途徑。
到了2019年之后,我國的芯片研發(fā)又向前推進了一步,2019年4月,武漢光電國家技術研究中心甘棕松團隊采用二束激光在自主研發(fā)的光刻膠上突破了光束衍射極限,采用遠場光學的辦法,成功刻出9nm線寬的線段,實現(xiàn)了從超分辨成像到超衍射極限光刻制造的重大創(chuàng)新,這個技術突破讓我國打破了三維納米制造的國外技術壟斷,在這個全新的技術領域內,我國從材料、軟件到光機電零部件都不再受制于人,使得我國的光刻機技術又向前邁進了一步。
總之,在光刻機制造領域,雖然我國跟asml等頂尖企業(yè)還有很大的差距,但是我們也看到目前我國的光刻機研發(fā)進步是非常明顯的,未來我國光刻機跟國際的差距會逐漸縮小,甚至有可能會達到世界先進水平。
距離21nm
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