第315章:光刻與蝕刻,芯片制造的魂與魄(干貨,求票)
研發(fā)中心內(nèi),一間大型實(shí)驗(yàn)室封閉的防盜鋼化玻璃門,葉華等人接近三五米左右的時(shí)候,“哧”的一聲,玻璃門驟然自行打開(kāi)。
此時(shí)葉華及其該研發(fā)中心的負(fù)責(zé)人和中微半導(dǎo)體的一名重要負(fù)責(zé)人一并來(lái)到了這間實(shí)驗(yàn)室內(nèi),各種儀器設(shè)備立馬暴露在眾人的視野中,尤其是在實(shí)驗(yàn)室的中央位置,一個(gè)四米多高、矩陣體結(jié)構(gòu)的設(shè)備尤為矚目。
實(shí)驗(yàn)室有幾名頗為年輕的工程師,而此時(shí)穿著無(wú)塵服的葉華也不對(duì)研發(fā)部的負(fù)責(zé)人請(qǐng)示什么,直接親自上陣,對(duì)著那幾名工程師說(shuō)道:“別愣著,開(kāi)始吧。”
他們猶豫了片刻,在研發(fā)部負(fù)責(zé)人默默點(diǎn)頭下,立馬開(kāi)始工作。
好吧,這里是微電子公司的實(shí)驗(yàn)室,按理說(shuō)核心科技是不能被其他人“染指”的,不過(guò)葉華除外,沒(méi)有他可就沒(méi)有眼前這臺(tái)國(guó)產(chǎn)的EUV極紫外光刻機(jī)啊。
只見(jiàn)得葉華嫻熟的打開(kāi)了這臺(tái)完全由國(guó)產(chǎn)配件自主研發(fā)的光刻機(jī),內(nèi)部頓時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)錐體漏斗狀的儀器設(shè)備,這個(gè)儀器勾架在頂部,兩指寬左右的電纜線密布著,外層紫銅線層層環(huán)繞著,裸露的機(jī)體的內(nèi)部,成千上萬(wàn)個(gè)零件密密麻麻對(duì)齊鏈接在一起,形成了一個(gè)精密的微型化封閉結(jié)構(gòu),以較小的角度近距離俯瞰非常壯觀。
葉華指揮著五個(gè)協(xié)助他的工程師進(jìn)行最后的調(diào)試作業(yè),一名工作人員把他帶來(lái)的密封箱取來(lái)從中取出錫烯二維晶圓,這是制作好的錫圓片。
芯片的制造工藝流程是非常復(fù)雜的,首先是先豐納米公司提供了高純度的錫烯二維晶體薄膜,在吸收了信越化工在原材料工藝制作的核心技術(shù)后,先豐納米把錫烯材料的純度也提高到了全世界最頂尖的層面。
值得一提的是,制作芯片除了需要光刻機(jī)之外,還需要蝕刻機(jī),如果說(shuō)光刻機(jī)是芯片制造的魂,那么蝕刻機(jī)就是芯片制造的魄,想要制造出真正的高端工藝芯片,這兩樣都必須是頂尖的。
而在此之前,國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)和蝕刻機(jī)的發(fā)展非常尷尬,屬于嚴(yán)重偏科的情況,中微半導(dǎo)體已經(jīng)可以進(jìn)行5納米級(jí)別的蝕刻機(jī)量產(chǎn),直接無(wú)懸念的邁入世界一流行列,量子蝕刻機(jī)也在試驗(yàn)階段了,這可是沒(méi)有葉華幫助的結(jié)果。
但是光刻機(jī)企業(yè)不管是商都的微電子的90納米級(jí)光刻機(jī),還是影速的200納米級(jí)光刻機(jī),與當(dāng)前世界ASML最先進(jìn)的5納米級(jí)制程都是難以望其項(xiàng)背的差距。
這倆機(jī)器設(shè)備,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是光刻機(jī)把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上,當(dāng)然現(xiàn)在是錫片,而蝕刻機(jī)再把畫(huà)了電路圖的芯片上的多余電路圖腐蝕掉,這樣看起來(lái)似乎沒(méi)有什么難度,但是有一個(gè)形象的比喻,每一塊芯片上面的電路機(jī)構(gòu)放大無(wú)數(shù)倍來(lái)看,比整個(gè)商都都復(fù)雜數(shù)倍,這就是光刻機(jī)和蝕刻機(jī)的難度。
光刻的過(guò)程就是現(xiàn)在制作好的錫圓表面涂上一層光刻膠,所謂光刻膠就是一種可以被光腐蝕的膠狀物質(zhì),接下來(lái)通過(guò)極紫外光線(即:工藝難度紫外光amp;amp;lt;深度紫外光amp;amp;lt;極紫外光)透過(guò)掩膜映射到錫圓表面,類似于投影。
因?yàn)楣饪棠z的覆蓋,照射到的部分會(huì)被腐蝕掉,沒(méi)有光照的部分則被留下來(lái),這部分就是所需要的電路結(jié)構(gòu)了。
光刻機(jī)的光刻作用就類似于照相機(jī)照相,工作原理便是將芯片路線與功能的電路圖通過(guò)具有圖形的光罩對(duì)涂有光刻機(jī)芯片晶元進(jìn)行曝光,光刻膠見(jiàn)光之后會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化,從而使得光罩上得到電路復(fù)印到芯片晶元上。
形象的說(shuō)就像平面印刷工藝,一旦確定架構(gòu)方案,只要原材料充足,刷刷刷的放量生產(chǎn)就完事了。
而蝕刻方式有兩種,一種是干刻,一種是濕刻,這次中微半導(dǎo)體提供的就是第二種蝕刻方案。
顧名思義,濕刻就是過(guò)程中有水的加入,將上面經(jīng)過(guò)光刻的晶圓與特定的化學(xué)溶液進(jìn)行反應(yīng),去掉不需要的部分,剩下的便是電路結(jié)構(gòu)了。
而干刻目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)量產(chǎn),其原理是通過(guò)等離子體替代化學(xué)溶液,取出不需要的錫圓部分。
中微半導(dǎo)體也是CSAC俱樂(lè)部聯(lián)盟體系中的核心成員之一,也是很興奮,因?yàn)閺娜~華這里獲得了強(qiáng)大的理論技術(shù)支持,等離子蝕刻商業(yè)化已經(jīng)是未來(lái)可期。
調(diào)制完畢之后,葉華在身前劃出一道全息面板,輸出一串指令光刻機(jī)開(kāi)始自動(dòng)化運(yùn)作。所謂自動(dòng)化控制,便是從基板的上載下載,曝光時(shí)長(zhǎng)和循環(huán)都是通過(guò)程序來(lái)控制的。
接下來(lái)的時(shí)間,要生產(chǎn)34種不同功能的的芯片,而構(gòu)成一臺(tái)PHC機(jī)器內(nèi)部集成正好是34種不同的芯片,基本都是由上游的供應(yīng)商來(lái)提供,英特爾公司不過(guò)是其中之一而已。
可見(jiàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之難,不亞于上青天。
從一點(diǎn)也不難看出,想要讓PHC擺脫外國(guó)集成電路廠商的依賴,葉華必須要牽頭把CSAC搞出來(lái),光是靠海岸線公司一家,即便他開(kāi)了掛也不可能在半年之內(nèi)搞定,沒(méi)有個(gè)五年時(shí)間是絕對(duì)做不到PHC硬件完全自給自產(chǎn)自足,即便做到了必然攤上壟斷官司,先豐納米必然面臨分拆的局面,甚至海岸線集團(tuán)都會(huì)被分拆。
但是有了CSAC這個(gè)體系之后就不一樣了,葉華搞定了具體的技術(shù)壁壘,在接下里的一到兩個(gè)月之內(nèi),要生產(chǎn)總共34種不同類別功能各異的芯片樣品,由各大CSAC體系內(nèi)的集成電路廠商們拿到自己的份額進(jìn)行IC設(shè)計(jì),赫然便是PHC所需的芯片組件,做到百分之百國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)。
有人說(shuō)國(guó)產(chǎn)電子設(shè)備典型如手機(jī)都是組裝,而這一次的火力打擊點(diǎn)就是PHC,理由是芯片、內(nèi)存等等都是源自于上游的供應(yīng)商,而且是海外供應(yīng)商,真正屬于自己的東西很少,所以海岸線不過(guò)是一家組裝廠。
其實(shí)這種說(shuō)法蠻搞笑的,如果按照這種說(shuō)法,不僅僅是海岸線是組裝廠,蘋果也是組裝廠,蘋果手機(jī)需要三星、高通這些企業(yè)供貨,還用了華為的技術(shù),兩家公司的營(yíng)收不相上下,即便利潤(rùn)也在伯仲之間,組裝廠會(huì)這么值錢?
接下來(lái)的時(shí)間,葉華就在這個(gè)微電子的研發(fā)與生產(chǎn)中心準(zhǔn)備好待上一段時(shí)間,萬(wàn)事開(kāi)頭難,第一臺(tái)全部由國(guó)產(chǎn)芯片構(gòu)成的PHC機(jī)至關(guān)重要,時(shí)間真的不多了。
整個(gè)CSAC在他的帶領(lǐng)下,各司其職,用著他們自己都難以想象的速度推動(dòng)著高端芯片國(guó)產(chǎn)化之路的顛覆式蛻變,每一個(gè)CSAC體系內(nèi)的成員現(xiàn)在都仿佛在做夢(mèng)一般,仿佛太容易,容易到不切實(shí)際,但又知道這不是夢(mèng)。
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