光刻机的极限在哪里?

如题所述

第1个回答  2022-07-02
2020年3月28日,中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛:量子计算机离我们还有多远?的主题,主题上 张辉(合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁,中国科学技术大学博士)做主题演讲时候有提到,3nm是经典计算机的工艺极限,就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。

之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问,他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺,但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了,只是采用直写技术的硅片没有商用价值,只能制作掩膜版用,所以说3nm更不是极限了,那么光刻机的极限在哪里呢?接着往下看。
光刻机的极限
其实光刻机极限已经快到了,因为硅这种材料的极限在1纳米左右,如果想要超越1nm,那就得换材料了,但是目前地球上已经发现的材料中,没有比硅更适合的了,所以末来十年都很难超越1nm工艺,除非科学家能发现一种新材料,当然,这种可能很小。

超越1nm很难,那么达到1nm呢?目前要想达到1nm,目前当芯片内部线宽窄到3nm,电路中用于导电的铜线之间的间距太小,就会发生短路,所以说达到1nm都很难,只能寄希望于量子技术的突破了。
荷兰ASML(阿斯麦)公司的现状
EUV光刻机方面,荷兰ASML(阿斯麦)公司垄断了目前的EUV光刻机,去年出货26台,创造了新纪录。据报道,ASML公司正在研发新一代EUV光刻机,预计在2022年开始出货。

根据ASML之前的报告,预计2020年将会交付35台EUV光刻机,到2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C,两者基本结构相同,但NXE:3400C采用模块化设计,维护更加便捷,平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时,支持7nm、5nm。
荷兰ASML(阿斯麦)公司的极限
与之前的光刻机相比,ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右,可以进一步提升光刻机的精度,毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早,至少到2022年才能出货,大规模出货要到2024年甚至2025年,届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了,所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm,估计要到2030年了。
总结
总结来说1nm应该是光刻机精度的极限,预计要10年左右才能达到这一目标,我是小熵,你有什么看法?快到下方评论区留言吧!欢迎关注,持续为您答疑解惑。

紫外光谱。不同的材料有区别。
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