芯片光刻机，以中国现在的科技实力造出像高通那样的商业化芯片需要多久
来源：整理 编辑：智能门户 2023-09-08 15:11:24
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1，以中国现在的科技实力造出像高通那样的商业化芯片需要多久
设计是可以设计的出，比如华为海思就已经设计出来了，但是生产方面无法搞定，你就是让高通来他们也是找人代工的。而且这个不是有时间就能解决的问题，制造高制程芯片的高端光刻机是对中国禁售的，所以根本无法生产。如果要从头研发光刻机，那花费的时间得10年起了。更何况如果以其他厂商现有产品为竞争对象研发，等你的光刻机研发出来，那已经是过时很久的光刻机了。
2，光刻机的介绍
光刻机/紫外曝光机（Mask Aligner) 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫 Mask Alignment System.一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。Photolithography（光刻） 意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。
3，光刻机是生产CPU的么
光刻机是生产CPU的重要设备，但是并不是只能用于生产CPU。实际上，光刻机是半导体工艺非常重要的生产设备，用于将理论设计的电路制作到真实的Si级片上，并最终获得集成电路。所有大规格和超大规模集成电路，都会使用到光刻机，这其中当然包括CPU，也包括GPU，单片机芯片等等各种半导体芯片。有兴趣，百度百科的相关词条，有更详细的内容供参考。不是，主流的英特尔处理器会有20亿个晶体管，高端产品可以达到60亿个，一个个的链接方法不现实，所以采用光刻蚀技术。光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕，由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格，需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。刻蚀过程还会受到晶圆上的污点的影响。每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量，而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步（每一步进行一层刻蚀）。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍，可以和整个纽约市外加郊区范围的地图相比，甚至还要复杂。当这些刻蚀工作全部完成之后，晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上，然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质，而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。光刻机的作用是蚀刻芯片的功能及线路，当然也包括了制造处理器这样的大规模集成电路或者内存颗粒、闪存颗粒等等。--光刻机是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。可以分为两种，分别是模板与图样大小一致的contact aligner，曝光时模板紧贴芯片；以及利用类似投影机原理的stepper，获得比模板更小的曝光图样。用于在硅片上蚀刻集成电路的，用于生产制造半导体芯片，包括但不局限于CPU。
4，光刻机怎么制作最好提供图文
第一步：制作光刻掩膜版（Mask Reticle）芯片设计师将CPU的功能、结构设计图绘制完毕之后，就可将这张包含了CPU功能模块、电路系统等物理结构的“地图”绘制在“印刷母板”上，供批量生产了。这一步骤就是制作光刻掩膜版。光刻掩膜版：（又称光罩，简称掩膜版），是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。（*百度百科）将设计好的半导体电路”地图“绘制在由玻璃、石英基片、铬层和光刻胶等构成的掩膜版上光刻掩膜版的立体切片示意图第二步：晶圆覆膜准备从砂子到硅碇再到晶圆的制作过程点此查阅，这里不再赘述。将准备好的晶圆（Wafer）扔进光刻机之前，一般通过高温加热方式使其表面产生氧化膜，如使用二氧化硅（覆化）作为光导纤维，便于后续的光刻流程：第三步：在晶圆上“光刻”电路流程使用阿斯麦的“大杀器”，将紫外（或极紫外）光通过蔡司的镜片，照在前面准备好的集成电路掩膜版上，将设计师绘制好的“电路图”曝光（光刻）在晶圆上。（见动图）：上述动图的工作切片层级关系如下：光刻机照射到部分的光阻会发生相应变化，一般使用显影液将曝光部分祛除而被光阻覆盖部分以外的氧化膜，则需要通过与气体反应祛除通过上述显影液、特殊气体祛除无用光阻之后，通过在晶圆表面注入离子激活晶体管使之工作，进而完成半导体元件的全部建设。做到这里可不算大功告成，这仅仅是错综复杂的集成电路大厦中，普通的一层“楼”而已。完整的集成电路系统中包含多层结构，晶体管、绝缘层、布线层等等：搭建迷宫大厦一般的复杂集成电路，需要多层结构因此，在完成一层光刻流程之后，需要把这一阶段制作好的晶圆用绝缘膜覆盖，然后重新涂上光阻，烧制下一层电路结构：多次重复上述操作之后，芯片的多层结构搭建完毕（下图）：如果上图看的不太明白，可以看看Intel的CPU芯片结构堆栈图：当然，我们可以通过高倍显微镜来观察光刻机“烧制”多层晶圆的堆叠情况：第四步：切蛋糕（晶圆切割）使用光刻机烧制完毕的晶圆，包含多个芯片（Die），通过一系列检测之后，将健康的个体们切割出来：从晶圆上将一个个“小方块”（芯片）切割出来第五步：芯片封装将切割后的芯片焊
5，光刻机中国能造吗
暂时不能光刻机不是一项单一的技术，而是现代各项高科技技术的集成，成品背后需要无数的产业链支持，以中国现在的科技水平暂时还不能造出。当中国专家去荷兰阿斯麦尔公司参观光刻机的时候，阿斯麦尔的高管直接对中国的专家说：就算给你全套图纸，你们中国也造不出光刻机。 很多中国人听到这句话都非常的气愤，凭什么中国就造不出光刻机？近年来关于国产光刻机弯道超车的新闻频繁在各类媒体中出现，国人想要在光刻机技术上超越欧美发达国家的爱国情怀可以理解，但部分媒体为了博取眼球对国产光刻机过分的吹捧，不尊重事实的报道对普通大众而言其实是一件特别不负责任的事情。理想很丰满，现实很骨感，以中国现在的科技水平确实造不出光刻机，光刻机不是一项单一的技术，而是现代各项高科技技术的集成，光刻机的内部十分复杂，可以说是人类知识集大成的产物之一，光刻机就像手机和汽车一样，是由无数的零配件组装合成的，最终实现某种功能，成品背后需要无数的产业链支持，各式各样的零配件都是行业内顶级的技术体现，没有长时间的深耕运作，国产光刻机在单一的某项技术上实现领先是没问题的，但是想要在整体上实现弯道超车，基本上不现实。举个例子：比如马拉松长跑比赛，第二名与第一名的差距相差3公里，在某一个时间段，第二名选手的速度超过了第一名选手，这仅仅代表着第二名选手最终有超越第一名选手的可能，但是3公里路程的巨大差距却不是一时半会可以赶上的，想要超越，时间跨度将非常大，因为你在努力向前跑的同时对手也在努力向前跑。荷兰阿斯麦尔之所以能够垄断全球最顶尖的光刻机市场，不是因为荷兰人聪明，单纯靠荷兰人也研发不出光刻机，光刻机的研发集合了全球优势资源加上半导体几十年的技术积累，最终在数以万计的专业的顶尖研发人员不断技术突破下才成功，荷兰的幸运在于目前只有荷兰掌握光刻机最核心的技术“侵入式光刻技术”，所以现在顶级光刻机只有荷兰有能力生产。技术是研发的外在体现，任何技术的突破都是厚积薄发的结果，光刻机需要的技术方向特别多，比如机械化层面，自动化层面，系统科学层面等一大堆方向都需要有人去攻关，有些地方是知道技术壁垒的，但是如何突破技术壁垒还没有头绪，有些地方连技术壁垒在什么地方都没找到，更别谈技术突破了，而且任何一项技术的突破都需要长年累月技术投入，资金投入，人员投入。技术积累并不是钱能够解决的，目前国内在光刻机领域做得比较好的是上海微电子装备和中科院的某个研究所，它们目前还停留在90nm研发产品阶段，而荷兰阿斯麦尔7nm的光刻机已经实现量产，当然这并不代表国产光刻机没有超越的机会，目前国内对光刻机的重视程度越来越高，大量的资金和顶尖的人才都在光刻机领域深耕研究。国产光刻机其实只要在某些关键技术上取得突破，就算得上是弯道超车了，就好比荷兰阿斯麦尔在光刻机“侵入式光刻技术”上领先全球一样，没有这项关键性技术，就无法制造更顶级的光刻机，所以目前只有荷兰才有资格制造顶级光刻机。
6，光刻技术的原理是什么
光刻工艺是利用类似照相制版的原理，在半导体晶片表面的掩膜层上面刻蚀精细图形的表面加工技术。也就是使用可见光和紫外光线把电路图案投影“印刷”到覆有感光材料的硅晶片表面，再经过蚀刻工艺去除无用部分，所剩就是电路本身了。光刻工艺的流程中有制版、硅片氧化、涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶等。光刻是制作半导体器件和集成电路的关键工艺。自20世纪60年代以来，都是用带有图形的掩膜覆盖在被加工的半导体芯片表面，制作出半导体器件的不同工作区。随着集成电路所包含的器件越来越多，要求单个器件尺寸及其间隔越来越小，所以常以光刻所能分辨的最小线条宽度来标志集成电路的工艺水平。国际上较先进的集成电路生产线是1微米线，即光刻的分辨线宽为1微米。日本两家公司成功地应用加速器所产生的同步辐射X射线进行投影式光刻，制成了线宽为0.1微米的微细布线，使光刻技术达到新的水平。芯片纳米光刻机究竟是什么，原理是怎样的呢？今天算长见识了光刻技术的原理集成电路制造中利用光学- 化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2～3个数量级（从毫米级到亚微米级），已从常规光学技术发展到应用电子束、 X射线、微离子束、激光等新技术；使用波长已从4000埃扩展到 0.1埃数量级范围。光刻技术成为一种精密的微细加工技术。 光刻技术是在一片平整的硅片上构建半导体MOS管和电路的基础，这其中包含有很多步骤与流程。首先要在硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶，随后让强光通过一块刻有电路图案的镂空掩模板（MASK）照射在硅片上。被照射到的部分(如源区和漏区)光刻胶会发生变质，而构筑栅区的地方不会被照射到，所以光刻胶会仍旧粘连在上面。接下来就是用腐蚀性液体清洗硅片，变质的光刻胶被除去，露出下面的硅片，而栅区在光刻胶的保护下不会受到影响。随后就是粒子沉积、掩膜、刻线等操作，直到最后形成成品晶片（WAFER）。概述RDJ-I正型光刻胶是液晶显示器用正性光刻胶，可同时适用于TN/STN/FTN LCD、VFD制作，具有高感度，高粘附性，高分辨率，良好的涂布性能等优点。RDJ-I正型光刻胶采用环保溶剂。RDJ-I正型光刻胶一般规格有30mpa.s，40mpa.s，50 mpa.s，使用时可根据需要稀释成不同固含量和粘度。技术指标如下表：颜色 砖红色粘度(25℃,VT-04E/F) 20-50 mpa.s基板 ITO玻璃(30Ω)涂膜厚度 1.3—1.8um前烤 100x90sec(热板)曝光 60-100mj/cm2显影 0.8% KOHx60sec后烤 热板120℃×120sec蚀刻 HNO3:HCl:H2O=4：23：73@40℃剥离 4%NaOH@50℃×120sec贮存期限（25℃以下暗处贮存） 6个月操作工艺参数：1．涂布：23℃，辊涂，膜厚1.1-1.8μm；2．前烤：100℃x90sec(热板)，烤道100℃3—5分钟；3．曝光：90mj/cm2；4．显影：23℃，0.4% NaOH，1min，喷淋或浸渍；5．后烤：热板120℃×120sec，烤120℃,3-5分钟；6．蚀刻：45℃，FeCl3/HCl或HNO3/ HCl；7．剥离：23℃ 4-6% NaOH集成电路制造中利用光学- 化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺寸限度缩小了2～3个数量级（从毫米级到亚微米级），已从常规光学技术发展到应用电子束、 X射线、微离子束、激光等新技术；使用波长已从4000埃扩展到 0.1埃数量级范围。光刻技术成为一种精密的微细加工技术。两种工艺：①光复印工艺②刻蚀工艺
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