比原子弹更稀有,全球只有两个国家掌握,光刻机为啥这么难制造?
自步入二十一世纪以后 , 人类发展的核心科技就有一个非常耀眼的关键词 , 那就是“芯片” 。
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如今 , 芯片的运用可以说无处不在 , 对于军事方面时 , 甚至会对世界未来的发展局势产生深远的影响 , 因此各个国家都对自身的芯片技术实行严格的技术封锁 。
而除了芯片本身所承载的研发技术以外 , 还有一个将全球大多数国家都拦截在外的芯片制造技术 , 那就是“光刻机” , 从某种程度上来讲 , 它甚至比原子弹还要稀有 。
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目前 , 世界上完全掌握光刻机制造技术的只有日本与荷兰两个国家 , 并且还无法实现独立自主的生产 。 那么光刻机究竟是什么?为什么研造难度如此之大呢?
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光刻机是什么
芯片对于大家来说都并不陌生 , 大部分的电子产品内部都有芯片的存在 , 而光刻机就是制造芯片的核心设备之一 。
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我们先从名称上来剖析 , 所谓光刻 , 就是指先用光线来制作一个图形 , 然后在硅片表面均匀的抹上一层特质胶 , 随后再将掩模版上的图形转移到光刻胶上 , 从而将器件或者电路结构临时复制到硅片上的过程 。
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光刻机在芯片加工的过程中 , 主要是通过光源能量以及形状控制等手段 , 将稳定输出的高功率光线透过掩模后 , 经过物镜补偿等各种光学误差 , 将原本硕大的线路图等比例缩小后映射到硅片上 , 再通过复杂的化学方法“显影技术” , 最终得到带有设计电路图的硅片 。
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除了在芯片上的用途以外 , 光刻机还可以作用于封装以及投影 , 只不过从技术难度上来讲 , 用于生产芯片的光刻机是最复杂的 。
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目前芯片光刻机也是我国在半导体制造设备上最大的技术短板 , 国内绝大多数原晶厂的光刻机都只能进口 , 并且在进口光刻机的选择上只能去选择中低端光刻机 , 因为技术封锁的原因 , 高端顶级光刻机是禁止出售的 。
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光刻机的制造难度
光刻机是集数理化为一体的高精度仪器 , 光是组成一台光刻机的零件就超过10万个 。
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值得一提的是 , 尽管荷兰与日本掌握了光刻机的核心制造技术 , 但是目前世界上没有哪一个国家能够独立制造出光刻机来 。
即便是荷兰ASML公全程操刀制作 , 其内部90%的零件都需要从其他国家进口 , 其主要的零件供应商就有17家 。
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其中光路系统来自于德国蔡司 , 光源与计量设备分别来自于美国的Cymer以及是德科技 。
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光刻机最主要的组成部分是光源 , 以EUV光刻机为例 , EUV光刻机的光源来自于XYmer , 其光源波长为13.5纳米 , 要得到这么短波长的光源 , 就需要用250功率的CO2激光以每秒5万个的频率 , 轰击滴落的金属锡滴液 , 而每一滴金属锡帝业的直径不过20微米 。
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