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| 科技日?qǐng)?bào):國(guó)產(chǎn)22納米光刻機(jī)還治不了咱們的“芯”病！ |
[摘要]驗(yàn)收會(huì)上也有記者問(wèn)：該光刻設(shè)備能不能刻芯片，打破國(guó)外壟斷？光電所專家回答說(shuō)：“用于芯片需要攻克一系列技術(shù)難題，距離還很遙遠(yuǎn)”。
11月29日，中科院研制的“超分辨光刻裝備”通過(guò)驗(yàn)收。消息傳著傳著，就成了謠言——《國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)偉大突破，國(guó)產(chǎn)芯片白菜化在即》《突破荷蘭技術(shù)封鎖，彎道超車》《厲害了我的國(guó)，新式光刻機(jī)將打破“芯片荒”》……
筆者正好去中科院光電所旁聽(tīng)此次驗(yàn)收會(huì)，寫了報(bào)道，還算熟悉，無(wú)法茍同網(wǎng)上一些漫無(wú)邊際的瞎扯。
中科院研制的這種光刻機(jī)不能（像一些網(wǎng)媒說(shuō)的）用來(lái)光刻CPU。
它的意義是用便宜光源實(shí)現(xiàn)較高的分辨率，用于一些特殊制造場(chǎng)景，很經(jīng)濟(jì)。
先解釋下：光刻機(jī)不光是制造芯片用。
一張平面（不論硅片還是什么材料）想刻出繁復(fù)的圖案，都可以用光刻——就像照相，圖像投在感光底片上，蝕掉一部分。半個(gè)多世紀(jì)前，美國(guó)人用這個(gè)原理“印刷”電路，從而有了大規(guī)模集成電路——芯片。
為了節(jié)能和省硅料，芯片越做越小，逼得光刻機(jī)越做越極端。線條細(xì)到一定程度，投影就模糊了。要清晰投影，線條粗細(xì)不能低于光波長(zhǎng)的一半。頂尖光刻機(jī)用波長(zhǎng)13.5納米的極紫外光源，好刻10納米以下的線條。
但穩(wěn)定的、大功率的極紫外光源很難造，一個(gè)得3000萬(wàn)元人民幣。要求工作環(huán)境嚴(yán)苛，配合的光學(xué)和機(jī)械部件又極端精密，所以荷蘭的ASML公司獨(dú)家壟斷極紫外光刻機(jī)，創(chuàng)造了“一臺(tái)賣一億美金”的神話。
十幾年前，國(guó)際上開(kāi)始對(duì)表面等離子體（surface plasma，SP）光刻法感興趣。中科院光電所從2003年開(kāi)始研究，是較早出成果的一個(gè)團(tuán)隊(duì)。所謂SP，光電所的科學(xué)家楊勇向筆者解釋：拿一塊金屬片和非金屬片親密接觸，界面上有一些亂蹦的電子；光投影在金屬上，這些電子就有序地震蕩，產(chǎn)生波長(zhǎng)幾十納米的電磁波，可用來(lái)光刻。
但這種電磁波很弱，所以光刻膠得湊近了，才能刻出來(lái)。且加工精度與ASML的光刻機(jī)沒(méi)法比。刻幾十納米級(jí)的芯片是沒(méi)法用SP光刻機(jī)的，至少以現(xiàn)在的技術(shù)不能。
驗(yàn)收會(huì)上也有記者問(wèn)：該光刻設(shè)備能不能刻芯片，打破國(guó)外壟斷？光電所專家回答說(shuō)，用于芯片需要攻克一系列技術(shù)難題，距離還很遙遠(yuǎn)。
總之，中科院的22納米分辨率光刻機(jī)跟ASML壟斷的光刻機(jī)不是一回事，說(shuō)前者彎道超車，就好像說(shuō)中國(guó)出了個(gè)競(jìng)走名將要超越博爾特。
各家媒體第一時(shí)間報(bào)出的信息，就我看到的還算中規(guī)中矩。但后來(lái)網(wǎng)媒添枝加葉，搞到離譜。有些傳播者為吸引眼球、賺錢，最愛(ài)制造“自嗨文”和“嚇尿體”。聽(tīng)到國(guó)產(chǎn)科技成就先往大里吹，驢吹成馬，馬吹成駱駝，好賣個(gè)駱駝價(jià)。
這種“科技報(bào)道”是滿足虛榮心的偽新聞。行家聽(tīng)了眉頭一緊，避之大吉。也難怪許多科學(xué)家怕上新聞。
1、這個(gè)設(shè)備科研立項(xiàng)也不是用來(lái)做高端芯片光刻工藝的，而且光電所也沒(méi)有宣傳過(guò)這個(gè)用途，都是外行和媒體錯(cuò)誤解讀，一廂情愿的以為這個(gè)是芯片制造用的光刻機(jī)。
2、光電所已經(jīng)是國(guó)內(nèi)做得最好的了，飯要一口一口吃，中科院光電所的底蘊(yùn)是實(shí)打?qū)嵶鍪碌摹?br>
由此獲得的技術(shù)積累本身很有價(jià)值！如高均勻性照明，超分辨光刻鏡頭，納米級(jí)分辨力檢焦及間隙測(cè)量，超精密、多自由度工件臺(tái)及控制等關(guān)鍵技術(shù)。
3、我們首先解決0到1，再解決1到100，不能因?yàn)闀簳r(shí)不能量產(chǎn)、與國(guó)外頂尖光刻機(jī)比性能有些差距，吃瓜群眾就立馬從吹轉(zhuǎn)黑。因?yàn)槟壳坝胁罹辔覀兙筒豢赡芡黄仆鈬?guó)人壟斷嗎？肯定不是。
4、或許這么多年以來(lái)大家都被各種造假搞怕了，但是看待問(wèn)題時(shí)還是不要戴著有色眼鏡，嘗試寬容，深入思考，實(shí)事求是。我們是落后于別人，但暫時(shí)沒(méi)有成果不代表大家都在混日子，唯成果論本身就不是科學(xué)的態(tài)度，不接受一上來(lái)就直接定性，不接受一桿子把所有科研工作者打死。
5、拋開(kāi)唯恐天下不亂的非專業(yè)胡扯、有偏差的報(bào)道，也排除可能光電所宣傳者有意或無(wú)意的誤導(dǎo)，也許我們?cè)谖磥?lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都無(wú)法打破ASML的壟斷，但是也需冷靜看待成果，為實(shí)質(zhì)進(jìn)步鼓掌。既不吹牛夸大，也不習(xí)慣偏見(jiàn)，更無(wú)需妄自菲薄。
6、希望以后國(guó)內(nèi)的專家在源頭報(bào)道或者講述這些技術(shù)的時(shí)候，一定要向執(zhí)筆者講述清楚這個(gè)技術(shù)的具體意義和差距，別用模棱兩可的詞語(yǔ)，讓媒體帶節(jié)奏誤解。這對(duì)我國(guó)的整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)、甚至科技創(chuàng)新來(lái)說(shuō)，也是有積極意義的。有些媒體先胡吹消費(fèi)一次，以后反轉(zhuǎn)狂貶，再消費(fèi)一次，這都是那些無(wú)良媒體的套路。
國(guó)產(chǎn)的SP光刻機(jī)到底牛在哪兒？
很多人只盯著新聞里22nm這個(gè)指標(biāo)，其實(shí)大家要關(guān)注的是“365nm的光源，單次曝光線寬可達(dá)22nm”。注意到我加黑的那幾個(gè)關(guān)鍵詞了嗎？22nm指標(biāo)雖然很棒但是業(yè)界早就做過(guò)了，到底哪里厲害呢？所以關(guān)鍵是用365nm的光源單次曝光做到22nm，懂點(diǎn)光學(xué)的就知道這意味著什么：打破了傳統(tǒng)的衍射極限。
由于衍射效應(yīng)，成像分辨率會(huì)受到限制，最終的分辨率取決于波長(zhǎng)、數(shù)值孔徑等參數(shù)，波長(zhǎng)越小、數(shù)值孔徑越大分辨率則越高。所以ASML這些年來(lái)主要的研究方向就是利用更短的波長(zhǎng)（近紫外-深紫外-極紫外）、增大數(shù)值孔徑（更復(fù)雜的物鏡、液體浸沒(méi)）。但是每進(jìn)一步都變得更加艱難，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工裝配、誤差檢測(cè)等等諸多方面都提出了更為苛刻的要求，成本也越來(lái)越高昂。
在光刻機(jī)研制方面，我們一直有兩個(gè)選擇：沿用ASML的老路走一遍，還是另辟蹊徑通過(guò)新原理彎道超車？我們國(guó)家目前兩個(gè)選擇都在做。而這臺(tái)SP光刻機(jī)的研制成功，就是讓我們看到了彎道超車的可能性。其實(shí)從原理上，這簡(jiǎn)直就不是彎道超車了，而是在別的人還在繞山路的時(shí)候，我們嘗試著打了一條隧道……雖然還沒(méi)有挖通，但曙光就在前方！
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