光刻机是什么
废话不多说,直接上干货。
光刻机就是把需要的芯片,通过设计师设计出规格之后,用光学技术刻在晶圆上,其实和洗相片的意思有点接近。
用光学技术把各种各样形式的电路刻在晶圆,从而使之后的工艺顺着刻出来的样子,然后继续加工。
光刻机跟洗照片不一样的是,洗照片是把小的底片放大,光刻机则是把大的底片缩小,也就是把电路图缩印到晶圆上。
其实,光刻机原理并不复杂,但技术门槛就相当之高了,而关键点在于精度。
比如说吧,有一个电路图,如果画在一张A4纸上就很简单了,如果画在一张邮票上面就很困难,如果要画在一粒沙子上就更难了。
更进一步的是,如果把这里沙子放在一辆车的挡风玻璃上,那么画起来的难度就超级高了,虽然这都是画电路图。
如此绘制电路图,那么微微一点震动,都会严重影响到精度。
如果把光刻机理解为一根笔,毫无疑问,笔尖越细,能够画出来的东西也就越多,最高端的光刻机可以达到5纳米,也就是50个原子的宽度。
在这种极端精度之下,很多原本可以忽略不计的细节,全都变成严重问题,尤其是震动。
因为在这种精度之下,任何程度的震动都将变得非常敏感,哪怕只是关门这样的小事都可能带来灾难性后果。
所以,这支笔不但要造得非常细,还有要搭配极端精密的减震系统……
此外是光源,这是画图用的,必须频率稳定、能量均匀、平行度高,还是像一根笔,笔尖不能一会粗一会细,任何曝光不准都会严重影响成像,所以需要光束矫正器、能量控制器等等一系列辅助设备。
再比如掩膜版,就是底片,在掩膜台上运动的控制精度要达到纳米级别,稍有偏差就会出问题。”
还有反光镜,是引导光线的,精度以皮米计算,也就是万亿分之一米。
反光镜必须是一个极度光滑的平面,当然没有绝对的事,肯定是要有误差凸起,如果反光镜面积有整个荷兰那么大,那么最高凸起不能超过一公分。
再比如透镜,负责把电路图按比例缩小,让光线透过层层叠叠的各种镜片,多次折射不能出现偏差,最终达到纳米级别的精度,那么镜片的纯度、打磨难度和组装难度可想而知。
而在生产过程中,人类又是最大污染源。
普通人每天要代谢十亿个皮肤颗粒,正常情况下这当然没什么问题,但面对如此高精度的加工就会变成污染,所以必须采用要求极高的无尘车间。
技术这东西,不是你有了相关资料,就能依样画葫芦造出来的。
这涉及到既往的技术积淀和人才积累,需要考验各种配套工艺,光刻机本身就是一个非常庞大的产业链,通过光刻机制造出来的芯片又是一个庞大的产业链,所有这些绝对不是某个聪明人靠自己就能解决的。
即令是光刻机的王者阿斯麦尔,核心优势也是设计和组装校准,所设计到的十多万个零件,绝大部分都是外包给别人生产,比如光源来自美国、透镜来自德国蔡司。
看似简单的原理,在超高精度制约之下,需要结合光学、材料、电子、机械、化学等等领域最尖端的技术,才能最终完成这一台堪称最精密的机器。
所以光刻机被称为工业之花。
所以阿斯麦尔放言,就算自己公开技术图纸,别人也造不出来。
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《我和地府做生意》
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