在芯片制造中,拼的就是光刻机的先进程度,而国际上已知的光刻机领域的产业并不多,表现较好的更是寥寥无几。由此可见,制造一台先进的光刻机并不是一件容易的事情。
近日,我国的央视就展示出这样一个画面:一架结构复杂,体积庞大的科技机器。当然,它可不止有看起来那样特殊,根据介绍,这台机器价值四亿美元,内部零件超过25万个,是一台High-NA EUV极紫外光刻机。
除此之外,它在光刻机领域的地位也是首屈一指的,是全球目前已存的最先进的光刻机。
世界上最先进的光刻机诞生
在央视的镜头里,这台光刻机算得上是非常巨大了,科研人员站在他的身边,也显得小小一个。当然,有着这样的体型,High-NA EUV极紫外光刻机的重量也是达到了惊人的180吨,25万多个零件需要拆开来放在250个大号箱子里,需要7架波音747货机才能运走。
光是移动它,就是一项巨大的挑战。
当然,在这么多技术和器件的支持下,High-NA EUV极紫外光刻机的身价高达四亿美金,它的任务也并不简单,使用波长仅13.5纳米的极紫外光,将电路图案投射到硅晶圆上,并在狭小的芯片空间,雕刻上百亿个晶体管,而每个需要雕刻的晶状体却只是病毒体积的千分之一。
而这样细致的工作,普通的光源远远达不到标准,于是科学家们就研发出每秒钟数万次激光轰击液态锡靶的技术,研发出波长仅有13.5纳米的极紫外光,但是这种光能够吸收空气,所以在实验过程中,必须保持周围环境是真空状态。
然而,解决了一个问题,新的问题接踵而至:普通光源是可以被玻璃反射的,但该光线根本不会被传统玻璃所影响,所以只能通过特制的反射镜对光线进行反射,而这些反射镜则需要几十层超薄材料,且对平整度有相当严格的要求。
放眼国际,能够制造该反射镜的企业寥寥无几。
所以说,整个光刻机制造的过程和需要的技术都非常严苛,任何一个小环节出现问题,都有可能导致上亿的美元打水漂,很多公司更是连连摇头,称有图纸也造不出来,只有荷兰ASML一家能把它们组装起来并让它工作。
国际中那些芯片巨头这次也非常谨慎,四亿美元的价格已经是传统光刻机的两倍,就算是财大气粗的几个大公司,也必须考虑该光刻机能否带来经济效益。
目前全球仅交付五台High-NA EUV光刻机分别落户于三大芯片巨头,他们分别是英特尔、台积电和三星,但被记者采访时问及是否会在下一个项目中使用该技术时,得到的答案却是否定的。
由此可以看出,对于该光刻机来说,技术价值与商用价值并不对等,特别是在当下竞争激烈的芯片市场中,更是要精打细算每一笔投资,将利益最大化。
光刻机背后的博弈
这次央视报道该光刻机绝非偶然,这台号称是最先进的设备上,映射出的是国际之间紧张的博弈。
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