目前我国已经投入量产的最先进光刻机是90纳米光刻机,虽然28纳米光刻机已经实现了技术上的突破,但目前还处于测试阶段,因为良品率相对比较低,并没有投入量产当中。
对此有些网友可能就产生一些大胆的想法,我们能不能使用纯国产90纳米光刻机来制造14纳米的芯片呢?
首先可以肯定地告诉大家答案,不可能
可能有些朋友会说,用90纳米光刻机经过工艺上的改进以及多次曝光之后生产14纳米的芯片没有问题,但这只是理论上的理想值,现实当中并不可行。
这个先给大家普及一个最基本的常识,那就是光刻机的波长和精度是两码事。
提到光刻机,我们正常所说的工艺一般指的是它的精度也就是分辨率,比如国产90纳米光刻机也就是90纳米分辨率。
但实际上90纳米精度的光刻机它的波长并不是90纳米,而是比90纳米大很多。
目前市场上的光刻机分为两大类,一类是EUV光刻机,还有一种是DUV光刻机,其中EUV光刻机只有荷兰的ASML掌握了技术,其他国家并没有掌握。
目前国产光刻机属于DUV光刻机,DUV光刻机光源为准分子激光,根据技术不同,DUV光刻机波长可以分为365纳米、248纳米、193纳米、等效134纳米。
目前国产90nmDUV光刻机波长应该是在193纳米到248纳米之间。
那为什么我们又说国产光刻机最先进达到90纳米呢?其实这里面除了波长之外,还需要通过物镜以及光源来达到提升精度的目的。
但是目前国产物镜以及光源同样存在很大的挑战,而全球最顶尖的物镜以及光源生产商,比如德国蔡司以及美国的crymer,他们是不可能将最先进的物镜以及光源出口给我们的,光靠国产供应商提供短期内很难实现光刻机精度的提升。
所以想要用国产光刻机来制造14纳米芯片几乎不可能,要是有可能我们现在就不至于这么头疼了。
可能有些朋友会说,用90纳米光刻机经过多次曝光之后同样可以生产出14纳米芯片,但是在这里面很多人可能忽略了几个问题。
第1个是成本问题
假如利用90纳米光刻机经过多次曝光生产14纳米芯片,其成本将会迅速上升,有可能成本是普通14nm纳米芯片成本的好几倍,最终生产出来的芯片没有任何市场优势了,企业也不可能做这种亏本生意的。
第2个是良品率的问题
就算我国经过多种努力之后,真的能够用90纳米光刻机生产14纳米芯片了,但是良品率绝对不会很高,良品率能够达到10%已经非常不错了,如此低的良品率不仅大大提升企业的成本,关键是有没有厂家愿意采购这种芯片是一个大问题。
所以综合各种因素之后,想利用90纳米国产光刻机来制造实施纳米芯片基本不可能。
目前唯一有希望的是,等国产28nm光刻机量产之后,确实有可能用于生产14纳米甚至7纳米的芯片。
目前国产28纳米光刻机已经实现技术突破,目前还在测试阶段,按照上海微电子原来的计划,据说2022年底之前会量产,但是按照目前的进度来看,估计短期内很难实现量产,有可能需要等到2023年甚至2024年。
但既然我国已经实现了28纳米光刻机技术的突破,未来28纳米光刻机量产迟早会到来。
一旦我国掌握了成熟的28纳米光刻机之后,再配合芯片制造工艺的改进,再经过多次曝光之后是可以用于生产14纳米光刻机的,甚至有可能用于生产7nm纳米芯片。
要知道台积电第1代7纳米芯片其实也是用DUV光刻机实现的,当时他们采用的是ASML的ARFi型号DUV光刻机,这个光刻机的最大分辨率是38纳米。
而据说上海微电子研发出来的新一代光刻机最大分辨率也是达到38纳米,如此一来,确实有很大的希望可以用于生产14纳米芯片和7纳米芯片。
当然除了依赖光刻机的技术进步之外,目前市场上还有一种提升芯片性能的路线,那就是芯片堆叠,也就是把两个芯片叠在一起,从而达到提升芯片性能的目的,这种路线已经被证实是可行的。