关于国家工信部突然官宣的“国产光刻机”，你需要知道的10件事

关于国家工信部突然官宣的“国产光刻机”，你需要知道的10件事

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腾讯

1.

https://new.qq.com/rain/a/20240924A011YM00

近日，中国工信部发布《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024版）》，其中关于国产光刻机的内容引发广泛关注。本文将为您详细解读光刻机的工作原理、技术难点以及中国在光刻机领域的现状和未来发展方向。

事件背景

9月9日，国家工信部发布《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024版）》。有人发现，《目录》中有关国产光刻机的描述引发热议：

“此次官宣的国产光刻机，是一个套刻≤8nm，分辨率65nm，干式，波长193nm，DUV光刻机。”

什么是光刻机？

要理解光刻机，首先要了解芯片制造的基本要求：高性能、低功耗、小尺寸（PPA）。为了实现这些目标，需要在更小的芯片面积内集成更多的晶体管。这就像在一个指甲盖大小的空间内安排数以亿计的“员工”，既要保证工作效率，又要控制能耗和空间占用。

光刻机的工作原理

光刻机通过光的投射来实现精细图案的转移。其基本过程包括：

1. 涂胶：在晶圆片上均匀涂覆光刻胶。
2. 曝光：使用特定波长的光透过掩膜版，将电路图案投射到光刻胶层。
3. 显影：将曝光后的光刻胶层放入化学溶液中，未曝光的部分被溶解，形成电路图案。
4. 蚀刻：将晶圆片放入腐蚀液中，未被光刻胶保护的部分被腐蚀掉，最终形成电路结构。

关键技术指标

• 波长：光刻机使用的光波波长越短，分辨率越高。目前主流的DUV光刻机使用193nm波长的深紫外光，而更先进的EUV光刻机使用13.5nm波长的极紫外光。
• 分辨率：光刻机能够实现的最小特征尺寸，直接影响芯片的制程节点。
• 套刻精度：多次曝光时的对准精度，对于高密度电路的制造至关重要。

技术挑战

制造7nm及以下制程的芯片面临多重挑战：

• 光源：EUV光刻机需要特殊的光源产生极紫外光，这需要通过轰击锡原子来实现，技术难度极高。
• 光学系统：EUV光刻机需要使用超平滑的反射镜，其表面精度要求极高，相当于将地球表面打磨到只允许一根头发丝的凸起。
• 环境控制：光刻过程需要在极其洁净的环境中进行，空气洁净度要求比外部环境高1万倍。

中国光刻机现状

根据工信部发布的目录，国产光刻机的参数为：

• 套刻精度：≤8nm
• 分辨率：65nm
• 类型：干式DUV光刻机

这意味着当前国产光刻机主要适用于65nm及以上的制程，通过多重曝光技术可能达到28nm制程，但距离7nm制程仍有较大差距。

未来展望

尽管当前国产光刻机与国际先进水平存在差距，但中国在芯片制造领域的投入持续增加。从国家统计局的数据来看，2024年上半年高技术产业投资同比增长10.6%，显示出国家对科技创新的重视。同时，华为等企业也在积极布局，通过系统性创新来应对制造工艺的挑战。