Kafooie
2021-01-06T12:41:30+00:00
先下结论：Intel和台积电顶着EUV光刻机缺货的压力，也能硬上7/10nm制程，而国内媒体只能简单粗暴的把问题推给“西方封锁禁运，不把EUV光刻机卖给中国”
一、关于光刻机的分类
二、简述晶圆制造与蚀刻过程
三、关于EUV光刻机的缺货问题
Intel自2014年实现14nm finfet工艺之后就开始布局10nm制程和EUV光刻机的应用，并且给ASML做了非常大的投资，但事实上EUV光刻机在2016年才出现初步样品，18-19年才开始出货给各大晶圆厂。
巧妇难为无米之炊，没有EUV怎么做10nm/7nm制程呢？那就要创造条件硬上嘛。
上面我们提到浸入式光刻机的光源波长193nm，这个分辨率误差要怎么做14nm/10nm呢？的确，“浸没式”光刻机通过加一层水可以把波长再等效削弱1.333倍，极限分辨率可以达到145nm(等效光源)的水平，那也差了老远[s:ac:吻]
所以晶圆厂的师傅开发了SADP双重曝光蚀刻工艺，简单来说就是已经蚀刻好的版图上额外刻加一层间隔物，再利用之作为尺规，精度就能翻倍了
[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202101/12/-7Q5-9sb3ZwT3cShy-nr.png[/img]
(这里画的是2d CMOS工艺，而finfet是个3d工艺[s:ac:偷笑]更费脑细胞了)
SADP的极限最终可以达到40nm左右，做14ff是够了，做7nm还不够
[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202101/12/-7Q5-5mdiZ1nT3cS19y-8v.png[/img]
为了解决这个难题，SAQP被开发出来，颇有种“核潜艇，一万年也要造出来的气势”
其中台积电的n7顺利量产；Intel的10nm finfet因为新技术太多，直接翻车，直到第二代10nm+，才勉强量产了10代的笔记本酷睿Icelake系列
从上面的过程，我国的IC制造不是EUV到位就完事的，连193nm DUV都用的不够熟练，周边上游产业从光罩、光刻胶、Cu连线电镀液等等多有欠缺，是典型的“技术不行怪设备”
一、关于光刻机的分类
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在日常讨论中总能看到“65nm光刻机”之类的表述，而事实上，这是相当业余的说法。
在工艺制程上才会有.13μm，65nm，45nm，22nm等等；
前道光刻机的分类按照光源来分有DUV(深紫外)和EUV(极紫外)两大类；其中DUV又分为干式(ArF、KrF、i-Line)和浸没式(ArF光源，波长193nm)
所以后面谈到光刻机，我就先以EUV和193nmDUV代称了
在工艺制程上才会有.13μm，65nm，45nm，22nm等等；
前道光刻机的分类按照光源来分有DUV(深紫外)和EUV(极紫外)两大类；其中DUV又分为干式(ArF、KrF、i-Line)和浸没式(ArF光源，波长193nm)
所以后面谈到光刻机，我就先以EUV和193nmDUV代称了
二、简述晶圆制造与蚀刻过程
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关于“把器件和电路连线在晶圆上刻出来”这个过程，私以为称之为“蚀刻”更为恰当，而光刻只是其中的一个环节
简单来说，晶圆切下来之后，会采用“旋涂”的方式涂上一层光刻胶，要求完美平整；接下来将晶圆送入光刻机，遮上预制光罩进行曝光，把(不)想要的部分反应掉，用溶剂洗去，一次“显影”就完成了
接下来就是重要的蚀刻环节，不细说，国内的蚀刻机技术很强
一片晶圆上每一层都需要对不同的材料进行上百次曝光，完整的晶圆制造工序会重复数十次地进入光刻机，历经数月后初步完成。
上述流程只是晶圆制造的前段，把器件蚀刻出来；接下来还要添上电路连线，下刀切割，检测、屏蔽、封装。所以现在疫情会搞得显卡这么难抢
简单来说，晶圆切下来之后，会采用“旋涂”的方式涂上一层光刻胶，要求完美平整；接下来将晶圆送入光刻机，遮上预制光罩进行曝光，把(不)想要的部分反应掉，用溶剂洗去，一次“显影”就完成了
接下来就是重要的蚀刻环节，不细说，国内的蚀刻机技术很强
一片晶圆上每一层都需要对不同的材料进行上百次曝光，完整的晶圆制造工序会重复数十次地进入光刻机，历经数月后初步完成。
上述流程只是晶圆制造的前段，把器件蚀刻出来；接下来还要添上电路连线，下刀切割，检测、屏蔽、封装。所以现在疫情会搞得显卡这么难抢
三、关于EUV光刻机的缺货问题
Intel自2014年实现14nm finfet工艺之后就开始布局10nm制程和EUV光刻机的应用，并且给ASML做了非常大的投资，但事实上EUV光刻机在2016年才出现初步样品，18-19年才开始出货给各大晶圆厂。
巧妇难为无米之炊，没有EUV怎么做10nm/7nm制程呢？那就要创造条件硬上嘛。
上面我们提到浸入式光刻机的光源波长193nm，这个分辨率误差要怎么做14nm/10nm呢？的确，“浸没式”光刻机通过加一层水可以把波长再等效削弱1.333倍，极限分辨率可以达到145nm(等效光源)的水平，那也差了老远[s:ac:吻]
所以晶圆厂的师傅开发了SADP双重曝光蚀刻工艺，简单来说就是已经蚀刻好的版图上额外刻加一层间隔物，再利用之作为尺规，精度就能翻倍了
[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202101/12/-7Q5-9sb3ZwT3cShy-nr.png[/img]
(这里画的是2d CMOS工艺，而finfet是个3d工艺[s:ac:偷笑]更费脑细胞了)
SADP的极限最终可以达到40nm左右，做14ff是够了，做7nm还不够
[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202101/12/-7Q5-5mdiZ1nT3cS19y-8v.png[/img]
为了解决这个难题，SAQP被开发出来，颇有种“核潜艇，一万年也要造出来的气势”
其中台积电的n7顺利量产；Intel的10nm finfet因为新技术太多，直接翻车，直到第二代10nm+，才勉强量产了10代的笔记本酷睿Icelake系列
从上面的过程，我国的IC制造不是EUV到位就完事的，连193nm DUV都用的不够熟练，周边上游产业从光罩、光刻胶、Cu连线电镀液等等多有欠缺，是典型的“技术不行怪设备”