国产22纳米光刻机治不了咱们的“芯”病

shuszhao

11月29日，中科院研制的“超分辨光刻装备”通过验收。消息传着传着，就成了谣言——《国产光刻机伟大突破，国产芯片白菜化在即》《突破荷兰技术封锁，弯道超车》《厉害了我的国，新式光刻机将打破“芯片荒”》……

笔者正好去中科院光电所旁听此次验收会，写了报道，还算熟悉，无法苟同一些漫无边际的瞎扯。

中科院研制的这种光刻机不能（像一些网媒说的）用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率，用于一些特殊制造场景，很经济。

先解释下：光刻机不光是制造芯片用。一张平面（不论硅片还是什么材料）想刻出繁复的图案，都可以用光刻——就像照相，图像投在感光底片上，蚀掉一部分。半个多世纪前，美国人用这个原理“印刷”电路，从而有了大规模集成电路——芯片。

为了节能和省硅料，芯片越做越小，逼得光刻机越做越极端。线条细到一定程度，投影就模糊了。要清晰投影，线条粗细不能低于光波长的一半。顶尖光刻机用波长13.5纳米的极紫外光源，好刻10纳米以下的线条。

但稳定的、大功率的极紫外光源很难造，一个得3000万元人民币。要求工作环境严苛，配合的光学和机械部件又极端精密，所以荷兰的ASML公司独家垄断极紫外光刻机，创造了“一台卖一亿美金”的神话。

十几年前，国际上开始对表面等离子体（surface plasma，SP）光刻法感兴趣。中科院光电所从2003年开始研究，是较早出成果的一个团队。所谓SP，光电所的科学家杨勇向笔者解释：拿一块金属片和非金属片亲密接触，界面上有一些乱蹦的电子；光投影在金属上，这些电子就有序地震荡，产生波长几十纳米的电磁波，可用来光刻。

但这种电磁波很弱，所以光刻胶得凑近了，才能刻出来。且加工精度与ASML的光刻机没法比。刻几十纳米级的芯片是没法用SP光刻机的，至少以现在的技术不能。

验收会上也有记者问：该光刻设备能不能刻芯片，打破国外垄断？光电所专家回答说，用于芯片需要攻克一系列技术难题，距离还很遥远。

总之，中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事，说前者弯道超车，就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。

各家媒体第一时间报出的信息，就我看到的还算中规中矩。但后来网媒添枝加叶，搞到离谱。有些传播者为吸引眼球、赚钱，最爱制造“自嗨文”和“吓尿体”。听到国产科技成就先往大里吹，驴吹成马，马吹成骆驼，好卖个骆驼价。

这种“科技报道”是满足虚荣心的伪新闻。行家听了眉头一紧，避之大吉。也难怪许多科学家怕上新闻。

（《科技日报》12月3日）

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宽刀雕细活 我国造出新式光刻机

科技日报成都11月29日电 （记者高博）11月29日，中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收，这是世界上首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机。

光刻机相当于一台投影仪，将精细的线条图案投射于感光平板，光就是一把雕刻刀。但线条精细程度有极限——不能低于光波长的一半。“光太胖，门缝太窄，光就过不去了。”参与研究的科学家杨勇告诉科技日报记者。

使用深紫外光源的光刻机是主流，其成像分辨率极限为34纳米，分辨率进一步提高要用多重曝光等技术，很昂贵。

2003年光电所开始研究一种新办法：金属和非金属薄膜贴合，交界面会有无序的电子；光线照射金属膜，使这些电子有序振动，产生波长短得多的电磁波，可用于光刻。

如此一来，“宽刀”就变成了“窄刀”。光电所研制的光刻机，在365纳米波长光源下，单次曝光最高线宽分辨率达到22纳米，相当于1/17波长。

光刻机为人所熟悉，因为它是集成电路制造业的核心角色。目前荷兰ASML公司垄断的尖端集成电路光刻机，加工极限为7纳米。光电所的光刻机分辨率为22纳米，但定位有所不同。

光电所的光刻机擅长加工一系列纳米功能器件，包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片和超表面成像器件，这对中国的遥感成像、生化痕量测量、特种表面材料等领域有重要意义。

“ASML的EUV光刻机使用的13.5纳米的极紫外光源，价格高达3000万元，还要在真空下使用。”项目副总师胡松说，“而我们使用的365纳米紫外光的汞灯，只要几万元一只。我们整机价格在百万元级到千万元级，加工能力介于深紫外级和极紫外级之间，让很多用户大喜过望。”

光电所走高分辨、大面积的技术路线，掌握了超分辨光刻镜头、精密间隙检测、纳米级定位精度工件台、高深宽比刻蚀和多重图形配套光刻工艺等核心专利，技术完全自主可控，在超分辨成像光刻领域国际领先。

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国产还需继续加强