第407章 真假1微米（2）
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半导体加工工艺，本质上就是一个在硅晶圆上，不断曝光，蚀刻的过程。 而这个工艺的提升的过程，就是曝光时所用的底片图案，不断进行增密的一个过程。 在大家的传统印象里，底片的增密，就是底片精度的提高过程。增密底片图案，除了提高光刻机精度，就没有别的办法了吗？ 在我们的日常生活当中，有个不恰当的例子，那就是套色印刷(或者是彩色打印）。 三色墨水，每个打印的精度都是相同的，但是三色重合打印，单色就变成了彩色！ 颜色的精度，就从单色的8位，上升到了256位！ 在2005年之后，由于工艺制程的提升，最小可分辨特征尺寸（mrf）已经远远小于光源波长，利用duv光刻机已经无法一次刻蚀成型。 既然无法一次刻蚀成型，那就多刻蚀几次，每一次刻蚀一部分，然后拼凑成最终图案。 从每个部分图形的加工过程来说，用的都是原有的加工方法和设备，但它可以实现更高精度的芯片加工。 它就是《多重图案化技术》！ 《多重图案法》就是将一个图形，分离成两个或者三个部分。每个部分按照通常的制程方法进行制作。整个图形最后再合并形成最终的图层。 ———————— 按照这个理论，图形精度简直可以无限分割下去。 但实际上，这个方案也有它的局限。 光刻机，做到了极限，是因为光波波长的缘故。 图案分割，做到最后，也会有这个问题。 当光罩上图形线宽尺寸接近光源波长时，衍射将会十分明显。 光刻机内部光路对于光线的俘获能力是有限的，如果没有足够的能量到达光刻胶上，光刻胶将无法充分反应，使得其尺寸和厚度不能达到要求。 在后续的显影、刻蚀工艺中起不到应有的作用，导致工艺的失败。 所以用这个方法，步进到7nm，就做不下去了。因为从原理上就出现了问题。 7nm之后，必须使用euv（深紫）光刻机，那个对中国禁运的光刻机，就是这个道理。 在这个阶段（1微米），它还不是个问题。阻碍晶圆工艺进步的主要原因，来自生产设备，工艺，而不是原理。 ———————— 任何事情都有利有弊。 这种技术的优点非常突出。那就是不需改变现有设备，或者是做很少的改变，就可以达到提高晶圆工艺的要求。 但弊端也很突出。 第一个弊端，麻烦。 这个技术的思想雏形，第一次出现在130nm阶段，第一次完整出现，则是在30nm阶段。 为什么出现得这么晚？ 每道图层，都要进行分解，想想就麻烦得很啊。这个方法，完全是没有办法的办法。 换个高精度的光刻机及其配套工艺，一下子不就解决了嘛！这也是在30nm之前，基本上无人往这个方向思考的原因。 其次，成本。 加工一块芯片所需要的加工工序数目增加了。原来一次加工的步骤，现在要两次，甚至四次才可以。 这在商用芯片的制造上，是很致命的。 例如，如果只采用一次加工，良品率为7成。这完全是个可以接受的数字。但是当一次加工，改成四次加工的时候，整个工艺的良品率就会下降到2成。 多重图案法的核心，是把一张图片分解成多张。这里还会存在分图片互相校准的问题。所以，在实际的生产过程中，采用这种工艺以后，其良品率会极大降低。 用刚才的例子数据来计算，良品率，会从7成，下降到不到一成！ 英特尔之所以在10nm节点，耗费了接近5年的时间，跟他们的多重四图案曝光（saqp）良率较低，有关系。 对于一个芯片厂来说，良品率就是他们的饭碗。 如果在14nm的时候，芯片成本是300美元。升级芯片生产工艺的目的，自然是因为进程越高，占用的晶圆面积越小。采用新工艺后，芯片的生产成本，也自然降低。同样功能芯片，它的成本在10nm时代，应该降为150美元才对。 但这种工艺，增加了工序的数目，实际上已经增加了芯片的加工成本。再加上良品率的问题，采用新方法生产出来的芯片，弄不好成本还高于300美元了。 在这种情况下，为什么要量产10nm? 在intel占据垄断地位的时候，表现就更为突出。这也是pc的cpu连续多年，速度根本没有怎么提升的根本原因。 ———————— 但这个理由，对全彩无效，对光电无效。 全彩，乃至光电，并不是一间芯片公司，这个10nm工艺解决的是有无问题，生死问题。 这就与花为一样。花为是卖芯片的吗？ 不是！他是卖5g系统！ 有了这300美元的芯片，几万美元的系统就能卖出去！没有，死路一条！ 这里的进程升级，节省的不是那150美元的成本。它的价值是几万美元！ 全彩也是同样道理。有了这十几美元的芯片，上千美元的显示器就能卖出去！这款芯片，代表的不仅仅是十几美元的加工成本。 在这种情况下，良品率不要说3成，就是1成，甚至只有百分之一，也必须要上。 当然，良品率还是需要提高的。 良品率的提高，就是个磨耐心，磨时间的过程，没有什么了不起的。 led时代，大家经历过，lcd，现在正在经历。所有人都有了信心。 ———————— “还真有好东西啊！这个项目一做成，你可就牛b大了啊！” 看着老乡在黑板上，一顿比比划划，两个人都听明白了。 这个项目如果做成。它的影响力实在是太大了。 tft-lcd，以前中国没有，你做出来了，填补了国内空白，别人会夸一下。但他绝对意识不到这里的难度真有这么大。 但晶圆一样吗？ 中国在一微米这个地方卡了多久？ 1微米的技术攻关，国家在531计划时期（1986年），就提出来了。而等到908工程的投产，已经是1997年的事情。 前后两个国家级计划，整整走了11年！就是到现在，1992年，也已经走6年多了。 而且更重要的是，这个技术的极限，不仅仅是用2微米设备来生产1微米芯片。理论上来讲，它甚至可以实现0.5微米！ 连909计划都不需要了！ 三个国家级计划！ 继续提高可不可以，例如0.25微米？ 呵呵！ 凭此一个技术，中国就可以在半导体工艺上，实现对世界先进水平的反超！ 更重要的是，这个技术需要什么开发成本吗？ 所有的设备，都是现有设备啊！ 这个项目只要做成，不仅仅是成永兴，包括严亮和叶静，都会名声大噪。一次搞出三个工程院院士，绝对没有问题。