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28nm光刻机与7nm差距在哪?

2020-07-20 03:45阅读(269)

28nm光刻机与7nm差距在哪?:这个概念就被混淆了!无论是28纳米也好,7纳米也罢,指的都是光刻机的制程工艺。而光刻机背身只分为紫外光刻机(UV),深紫:-光刻机,7n

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这个概念就被混淆了!无论是28纳米也好,7纳米也罢,指的都是光刻机的制程工艺。而光刻机背身只分为紫外光刻机(UV),深紫外光刻机(DUV),极紫外光刻机(EUV)。其中28纳米的制程工艺用DUV也行,用EUV也可以。7纳米制程工艺使用DUV也是可以的,只不过太麻烦了,用EUV比较简单省事。

而DUV光刻机和EUV光刻机的差距主要在:“光源,物镜”,这三者基本上决定了一台光刻机制程工艺的高低。如果说到具体的工艺上,那就是28纳米制程工艺制造的芯片与7纳米制程工艺制造的芯片性能差太多了,基本上28纳米制程工艺是9年前的了,如果让用回9年前的手机,你还愿意么?

机台部件差距

先来看光源。DUV光刻机采用的Arf光源,其波长普遍在193纳米。而光刻机的分辨率除了正比于波长之外,还主要受限于瑞利衍射极限。Arf光源的极限基本就是7纳米了,在提升分辨率的话,那代价就太大了,根本划不来。而EUV光刻机采用的是EUV光源,其波长为13.5纳米,这么短的波长,就很容易实现分辨率的提升,所以使用EUV光刻机的话制程工艺达到7纳米,5纳米,3纳米是很容易做到的。另外,同时开始制作7纳米的芯片,EUV光刻机的效率要比DUV高的多。

再来看物镜组。ASML制造的EUV光刻机使用的是蔡司公司提供的物镜,其数值孔径(NA)值为0.33越大。看公式“光刻机分辨率=k1*λ/NA”。也就是说NA值越大表示分辨率越高,光源波长越短,分辨率也就越高。由于受限于技术,导致镜头的NA值不能无限增大,所以只能选择缩小光源的波长了。国内NA值为其0.75的光学系统已经通过验收了,正在向NA值为1.35的进发。可以说,国产DUV光刻机的光学系统的NA值已经比ASML的高了。

由此可知,EUV光刻机和DUV光刻机之间的差距有多大。当然了,EUV光刻机需要的光源和物镜都是需要极高技术支持的,不掌握先进的技术,那是制造不出EUV光刻机的。此外,芯片的制程工艺,不仅仅是由光刻机决定的。更多的在于一个厂商的研发工艺,比如说,台积电使用DUV光刻机就可以将芯片的制程推向7纳米,而三星就不行了,三星想要制造出7纳米制程工艺的芯片,就必须要有EUV光刻机。所以说,现在使用DUV光刻机也是可以实现7纳米制程工艺的,只不过就看厂商对技术的研发怎么样了。毕竟台积电上千人的研发团队,用了3年时间,烧了数百亿美金才拿出7纳米制程工艺。所以说,生产芯片既要舍得投资,还要等待。

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实际上在芯片制作上28nm和7nm有着巨大差距,所谓差距是在集成度上,但是芯片的使用效果并没有差距,就是说芯片功能上用小体积的代替了大的,单位体积下能容纳更多设计功能,当然是今后芯片的发展方向,但是并不代表有些领域一定就是必须使用小的,比如军用芯片,由于很多国家掌握不了7nm芯片技术,但是由于军事上的需求,必须防止机密泄露,因此军事芯片肯定不会采用其他国家的产品,就像俄罗斯,他的军工产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术范围内,中国也是如此,在武器装备中的芯片绝不可能使用别国的,即使是别的国家可以廉价供应的也不会使用,一定会根据自己的需要设计生产自己的芯片,因此中国有28nm芯片能力,就会有继续发展的基础,事实证明芯片技术还是自己的好,不能7nm那就8nm.10nm20nm,包括手机芯片,使用大的芯片,大不了体积大点,费电一些,只要保证功能使用就行,咱们不能急功近利,但是中国芯片技术的发展肯定会继续前进,生成自己的成熟产业链是早晚的事。

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提问者是文科生吗?你混淆了光刻机指标和芯片工艺指标,这两者不是一样的。28纳米是中国马上要推出的光刻机指标,通过多次曝光,其可以生产11纳米芯片,如果配合正在开发中的下一代高精度工作台,有潜力生产7纳米芯片。

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先说国外的技术,国外在90nm工艺之前使用的DUV光刻机,这种光刻机在90nm之后就用不了了,研究下一代光刻机中途夭折了,这时台积电提出了浸没式DUV光刻机,然后和阿斯麦合作,就因为这个想法,他们两家都从行业倒数变成了行业老大。这种浸没式DUV光刻机一直用到7nm,这两年EUV光刻机出来了,用到了第二代7nm工艺上,之后的工艺一直都会用EUV光刻机。

再说国内,国内目前有的90nm光刻机好像是DUV非浸没式光刻机,目前传出来的28nm基本上能看出来是浸没式DUV光刻机,这种光刻机通过后续改进理论上最多能做到7nm。目前中国还没有EUV光刻机,估计光源镜头什么的也开始研发了。

所以要我说28nm光刻机出来之后意义非常大,解决的从无到有的问题,同时也让我们看到了国产7nm的希望,还为后续的EUV光刻机奠定了基础。

最后说一下EUV光刻机,EUV光刻机里面确实有很多新想法,光源用的13.5nm波长的光,其实已经是x射线了,这种X射线穿透能力很差,所以不能用透镜做镜头来聚焦了,所以EUV光刻机里面全部都是反射镜组。确实很不可思议。也正是因为这样,EUV光刻机才研发了十几年[捂脸]。

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具体相差程度,用生活里的一个现象比喻一下,未必恰当。但是只有差距更大,没有更小。

如果把现在的最先进照明技术比做4NM光刻机,那28NM光刻机就应该是火把等级的吧。

不知此比喻恰当否?望指教!

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先了解一些瓦森纳协议,他的前身是巴黎统筹委员会,是专门针对一些国家的出口限制协议。

大意是顶级产品是禁止出口给一些国家的,比如苏联伊朗朝鲜等。对这些国家采取n--2的出口方式,意思是最顶级的是绝对禁止出口的,落后两代的可以出口。比如光刻机,现在最顶级的光刻机达到了3纳米,落后两代的就是14纳米的,中间隔着5纳米和7纳米。我国可以进口14纳米的,5纳米和7纳米是禁止购买的。当然,西方阵营国家随便买。

不只光刻机,其他设备同样如此,顶级的想都不要想,比如德国日本机床,几乎是n--3了。尽管落后两代甚至三代,对国内来说,也是最先进设备了,这就是差距!

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我手機28nm 和蘋果7nm 没覺得有什麼差,蘋果吹上了天不還拖個尿袋吗?

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i3和i7有多大区别?不玩游戏应该差不多,不知道为什么都要追求高端的,手机厂商噱头卖手机手段而已

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大家都知道,光刻机是芯片制造过程当中一个重要的环节,光刻机直接决定着芯片的质量。而我国作为全球最大的芯片消费国之一,每年进口的芯片都达到几万亿人民币。

但是作为世界上芯片消费大国,我在芯片制造方面却并没有拿得出手的一些技术或者企业,而我国在芯片制造方面之所以跟一些发达国家有较大的差距,这里面最主要的一个原因就是光刻机的限制。

虽然最近十几年我国一直在致力于研究光刻机,但是取得的成果并不是很明显,目前我国光刻机最高技术也就上海微电子所生产的90nm光刻机。除此之外,目前合肥芯硕半导体公司也具备量产200nm光刻机的实力,无锡影幻半导体公司也具备200nm光刻机量产的实力。

但是目前这些国产光刻机企业跟asml、尼康等具备28nm以上工艺光刻机的企业相比,差距还是比较大的,尤其是跟asml7nmEUV的差距更大。

表面上看,90nm跟28nm或者是7nm从数字上来看差距不是很大,但实际上这里面是千差万别的,光刻机每上一个台阶技术难度就会大大增加,可能从90nm升级到65nm并不难,但是从65nm升级到45nm,就是一个技术节点了,45nm的光刻机技术明显要比90nm和65nm难很多,至于28nm、14nm和7nm,甚至未来有可能出现的3nm,那难度就更大了,也正因为如此,我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢。

毕竟光刻机的制造研发并不是某一个企业能够单独完成的,这里面涉及的技术非常复杂,需要很多顶尖的企业相互配合才可以完成,比如荷兰asml作为目前全球最顶尖的光刻机制造商,是全球唯一能够生产出7nm光刻机的企业,但是asml也需要美国企业提供光源设备,需要德国蔡司提供光学设备,此外还有来自英特尔,台积电,三星,海力士等众多芯片巨头的资金支持还有技术支持。

而目前制造高端光刻机所需要的一些零部件外国都是对我国进行技术封锁的,我国又并不具备单独生产这些高端零部件的实力,这也是为什么我国光刻机长期停滞在90mm,很难有突破的重要原因。

好在天无绝人之路,任何困难都阻挡不了中国实现芯片独立自主的梦想,经过多年的研发和积累之后,最近几年我国光刻机的研发成果取得了比较喜人的成绩。

比如2018年8月份,清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机,这使得我国成为全球第二个具备开发双工作台光刻机的国家。这种双工作台光刻机的研发难度是非常大的,失败的风险非常高,之前有很多国家都曾经做过试验,但基本上都半途而废了。

再比如2018年11月,由中国科学院光电技术研究所所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收,该装备采用365nm波长的紫外光单次成像,实现了22纳米的分辨率,结合双重曝光技术后,未来还有可能用于制造10nm级别的芯片,这为我国芯片加工提供了全新的解决途径。

到了2019年之后,我国的芯片研发又向前推进了一步,2019年4月,武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限,采用远场光学的办法,成功刻出9nm线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新,这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断,在这个全新的技术领域内,我国从材料、软件到光机电零部件都不再受制于人,使得我国的光刻机技术又向前迈进了一步。

总之,在光刻机制造领域,虽然我国跟asml等顶尖企业还有很大的差距,但是我们也看到目前我国的光刻机研发进步是非常明显的,未来我国光刻机跟国际的差距会逐渐缩小,甚至有可能会达到世界先进水平。

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距离21nm