敬请读者朋友留心,本篇首要剖析芯片制作技能的开展,相对而言要专业一些,笔者尽可能做到简单明了、浅显易懂。
简而言之,芯片的母体是硅晶片(也称晶圆),形状类似于一张光盘,在这张圆形的晶圆上制作出一枚枚方形(长方形或许正方形)的芯片。这有点类似于咱们在照相馆拍证件照,一张感光纸上能印出9张或更多相片。
制作芯片的首要设备是光刻机和蚀刻机,其间光刻机是使用照相原理在晶圆上画出电路图,蚀刻机则是将这些电路图刻出来并进行加工,然后经过测验、将合格的产品切开下来进行封装(封测),就可以出厂了。这些设备中,光刻机是最重要的,因而光刻机也就成了全套芯片制作设备的代名词。
关于单个的芯片而言,在面积固定的情况下,电路越多、越密布,则芯片的功用越强壮。举个比方,咱们用的手机,块头一向没有多大改变,但功用越来越强壮,这便是芯片中的电路不断密布的成果。现在第一流的芯片,其电路密布的程度现已到达7纳米,也便是一根头发的万分之一。而台积电的制作工艺,很快就要到达5纳米乃至3纳米。
关于一块晶圆而言,晶圆的面积越大,单块晶圆所能制作出的芯片也就越多,所以芯片厂都期望用大块的晶圆出产芯片,这便是咱们常常触摸的概念,8寸晶圆厂,或许12寸晶圆厂。曩昔几十年,台湾当局在审阅台湾芯片厂商到大陆出资时,是严格控制晶圆厂的尺度的。2002年,当局牵强敞开台湾8寸晶圆厂到大陆出资。2016年2月,赶在蔡英文5月20日就任之前,当局同意台积电到南京出资建立12寸晶圆厂。
台积电之所以遥遥领先其他芯片制作厂,原因就在于它在光刻机范畴作出了打破性的奉献。
林本坚本籍广东潮汕,1942年出生在越南,在越南西贡长大。1959年,林本坚独自一人到台湾读高中,之后考入台湾大学。大学毕业后林本坚赴美留学,并于1970年取得美国俄亥俄州立大学电机工程学博士学位。1970年至1992年,林本坚在IBM作业。1992年至2000年,林本坚在美国创业。2000年,林本坚回来台湾参加台积电。
在IBM期间,林本坚便是光刻技能范畴的奇才。1975年,作业仅5年的林本坚做出其时光刻范畴最短波长的光线,他自己把它命名为深紫外线(DEEP Ultra-Violet,简称DUV)。后来,DUV成为光刻显影技能的干流。
现在我国芯片厂商求之不得的设备EUV(极紫外线)光刻机,便是在DUV技能基础上开展出来的。
在做出DUV光线年,林本坚意识到,原本的微影技能现已走到了止境,很难再开展了。
这个时分微影技能所能触及的最短的波长,是157纳米。全世界的尖端光学专家,都面临着157纳米这样一堵高墙,再也无法行进一步。
在无法行进之际,林本坚开端进行反向思想。已然157纳米无法打破,还不如退回到193纳米,然后在镜头和晶圆之间参加其它介质,是否就能做出更短的波长呢?
之前的技能,便是镜头面临晶圆,经过摄影画出电路图,镜头和晶圆中心什么都没有。
这个想象的原理其实很简单。举例说明,咱们把筷子放进水中,筷子看起来就折弯了、变粗了。之所以呈现这种现象,是由于水改变了波长。
而依据林本坚的想象,193纳米的波长,经过水的折射后,就变成了134纳米。
林本坚将这种办法称为滋润式微影技能(Immersion Lithography),之前的技能称为干式微影技能。
林本坚1986年发现滋润式微影技能后,持续进行研究,完善技能计划。在这个过程中,2000年,林本坚脱离美国来到台湾,加盟台积电。
2002年,在比利时举行的一个光电学会技能研讨会上,林本坚向全球同行公开了自己的发现和想象。
在林本坚宣布讲演之前,原本我们的评论焦点,是会集在157纳米干式微影技能上的。现在不得了了,林先生居然找到了更短的、134纳米波长的光波。
打破性的开展也引起强烈的对立。那次研讨会之后,对林本坚技能计划的辩驳汹涌而来,对立方罗列的理由看起来好像也有些道理,比方使用水做介质简单污染,水中的气泡会影响曝光等等。
还有一些搅扰的背面是来自本钱的力气,由于在157纳米这个层级,国际级的大厂现已投入了巨额的研制经费,林本坚的创造,意味着这些研制前功尽弃。有业界高层为此向台积电施压,要求台积电管管林本坚,让他收敛点,“不要搅局。”
张忠谋是多么人物?!面临林本坚这样的奇才,面临这样一个在技能上鹤立鸡群、一骑绝尘的时机,他怎么会摁住林本坚不让他发挥呢?!
针对质疑方提出的技能问题,林本坚和他的团队逐个进行研究攻关,在半年内宣布了3篇学术论文进行回应。
一起,林本坚带着自己日渐老练的技能计划,到美国、日本、荷兰、德国,与相关技能厂商进行深化的交流。
绝大多数厂商对林本坚的技能计划将信将疑,其间一个美国的大厂代表表明,他们肯定不会用这项技能。
只要荷兰的ASMI(阿斯麦尔)公司以为林本坚的技能计划是可行的,代表了光刻机未来的开展方向。
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经济调查报海外部主任,专家,长时间重视民营经济、国际经贸和反倾销,对宏观经济也有深化调查。