极客宇文氏|为何称为光刻机,详解“光刻”这一步!中国可否用其他技术取代


如果想要做目前最先进的5nm或7nm工艺芯片 , 除了荷兰ASML研制的EUV极紫光光刻机 , 全球都无法找到第二个可以替换的机器 , 但是未来未必没有替换的技术!

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光刻机最难的部分——光刻 , 究竟是怎样的?
其实光刻机每个部位都是包含各种学问 , 但是最重要的是把复杂电路通过光刻在硅片上 , 这一步就是叫做“光刻” , 它是怎么做的呢?
首先准备好一块晶圆 , 这是由硅片加工成的 , 然后在晶圆上涂抹上一种特制的光刻胶 , 再把华为或者苹果等芯片设计公司设计的以亿级为电路原件单位的芯片蓝图制作成一个掩膜 , 这是可以理解一种投影底片 。

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下一步来了 , 把这份芯片图转印到准备好的晶圆上 , 而越小的纳米单位就意味着在更小的间距里放进更多的电子元件 , 此时对这个投影光的要求极高 , 而目前最先进的就是EUV极紫外光 。
最后 , 极紫光投到晶圆的光刻胶上并发生化学反应 , 把一部分材料变得可以溶解 , 然后一清洗 , 此时的晶圆就留下了光刻的芯片电路 。

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上述过程就是光刻的过程 , 真是对人类的智慧叹为观止 。 最先进的传统光刻机已达到科学巅峰
即使是目前科技最发达的美国 , 光靠它本国的科学家 , 都无法完全自己造出一台最先进的光刻机 , 因为光刻机确实是目前人类最精细的机器 。 如果说汽车发动机有5000个元件 , 那么一台光刻机的元件有10万个 。

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从上面的描述可以知道 , 光刻机要用到的是目前科学家全领域各项最先进的技术 , 从光学技术、材料技术到精密的加工技术 , 都是挑战人类科学的最高水准 。 传统光刻机的替代品会是什么?
显然 , 目前如果想替换传统的先进光刻机 , 靠现有国产技术去按现在这个光刻机的制造芯片的模式打造一套机器也无法达到最先进的水平 。 那么我们是否可以换一种思维 , 用当前科学界最前列的技术去完成 , 此时我国科学家就想到了——量子技术 。
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如果用量子技术造出量子芯片 , 那么颠覆目前的所谓的最先进的光刻机不是问题 , 压根就可以不用光刻机 , 或者造出一个量子光刻机 。
有个好消息是我国已经有科学家进行了量子芯片的研究 , 并取得了突出的成绩:我国中科院郭国平教授研发出半导体量子芯片 , 这是一款“24位量子比特量子芯片” , 世界上最快速量子逻辑门操作 。

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量子处理器
如果要打破西方国家的光刻机枷锁 , 另辟蹊径是每一个科学领域学者都在思考的问题 , 但是这个过程必然是艰难而漫长的 , 吾辈好好读书和培养后代吧 , 为国家最顶尖技术的自研尽一份力 。 记得关注“极客宇文氏” , 一名热心有料的互联网科技观察家 。