编辑丨苏木 文丨苏木
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中国芯片行业陷入瓶颈的时候,杭州一家公司解决了最尖端的问题!
提到芯片光刻机似乎是绕不开的围墙,就在国内芯片行业一阵哀叹的时候,这家公司硬生生把芯片精度做到了10纳米以内!
最终给出的成品甚至比公开的国际先进水准还要高,杭州这家公司到底是怎么做到的呢?
路被堵死那就换条路
我们必须承认,想原样复刻一台EUV光刻机,这条路几乎是死的,那匪夷所思的光源和鬼斧神工的镜头,是别人几代人压箱底的绝活。
跟在后面从头走一遍,无异于重走长征,耗时耗力更耗掉的是我们追赶的黄金时间。
正面战场是绞肉机,那能不能从侧翼开辟一个新战场?纳米压印技术,就是这条被很多人忽略的小路。
这技术的原理,朴素得像个老手艺人,EUV像用一支精细到极致的光笔,在晶圆上搞微雕,一笔一划都是巨大的能量和金钱。
而纳米压印呢,更像我们老祖宗的活字印刷,或者说盖章。
先精雕细琢一个刻满电路的“印版”,然后在涂满特殊胶水的晶圆上,像盖章一样,“啪”一下直接把图案压上去。
这个思路一下子就绕开了EUV技术里那两座最烧钱、最难翻越的大山,超级光源和复杂镜头,成本和能耗双双暴跌,这不就是最典型的“换道超车”么?
当然想法简单,不代表做起来容易,这个章怎么能盖得又平又准,毫厘不差?那层当“印泥”的胶,怎么能涂得又薄又匀?
盖完之后,多余的残胶怎么控制到最少?这些都是世界级的难题,过去这个领域的头把交椅一直被日本佳能牢牢攥在手里。
而杭州璞璘科技交出的这台设备,硬生生把这些硬骨头全啃了下来!
他们用喷墨的方式,把胶水涂到了10纳米以内的薄度,比头发丝的万分之一还薄。
他们做到了在常温常压下,让模板和晶圆完美贴合,压出来的图形深宽比超过7:1,相当于在米粒上刻出一条又深又窄的峡谷。
最关键的是,它的线宽精度做到了10纳米以内,这个指标比佳能对外公开的、受出口管制的机型还要强悍。
这就好比我们没有去追求打造一把更锋利的宝剑,而是把“活字印刷”这门古老手艺,练到了登峰造极、出神入化的地步。
好钢要用在刀刃上
任何新武器如果找不到合适的战场,就是一件摆设,纳米压印有它的好,但也有它的“偏科”。
比如每次盖章前,如果芯片设计不同,就得换个“印版”,这个过程比EUV光刻要慢。
所以用它来造结构极其复杂、花样百出的顶级CPU,效率上暂时拼不过。
聪明的打法,从来不是拿自己的短处去碰别人的长处,而是要找到一个能把自己的优势发挥到极致的战场。
这个战场就是存储芯片,特别是3DNAND闪存,打个比方就是造CPU,像是印一本内容迥异的艺术画册,每一页都不同,追求也更灵活。
而造存储芯片,更像印刷报纸,里面是海量、重复的文字方块,3DNAND的结构,就是亿万个一模一样的存储单元垂直堆叠起来的摩天大楼。
这种高度重复的图形,简直是为纳米压印技术量身定做的,它不需要频繁更换模板,可以一次又一次地“盖章”,把成本低、精度高的优势发挥到淋漓尽致。
眼下长江存储这样的国内厂商,在存储领域奋力追赶三星、海力士,最大的瓶颈之一,就是先进设备被卡脖子。
璞璘这台机器的出现,无异于雪中送炭,为国产存储冲向更高层数,递上了一门关键的“攻城锤”。
除了存储芯片这个主战场,还有很多新兴领域,也在焦急地等待着这样的技术。
比如未来的光速计算和通信离不开的硅光芯片,又比如AR/VR眼镜里,要在指甲盖大小的面积上做出超高分辨率的微显示屏。
这些领域的共同点是,对图形精度要求极高,但图形结构相对简单,同时对成本又极其敏感。
纳米压印的特点,和它们的需求简直一拍即合。
这就形成了一个非常清晰的打法,先拿下存储芯片和特色工艺芯片这些“根据地”,在这些领域站稳脚跟,形成自我造血的能力。
这正是我们骨子里最熟悉的“农村包围城市”,先易后难积小胜为大胜。
条条大路通罗马
这不只是一条绕出去的小路,更可能是一条通往山顶的新路!
很多人会问,纳米压印再好,终究不是EUV,它会不会只是一个特定时期的替代品,一个“备胎”?
短期看它的确是解我们燃眉之急的利器,让中国半导体在某些领域,终于不用再被动地“等、靠、要”。
但把眼光放长远,它的意义远不止于此。
一台光刻机,背后是一个庞大的产业链,它需要配套的模板、特种胶水、检测设备。
过去我们都弱,因为没有国产的“火车头”来拉动需求,现在璞璘的设备出来了,国内做材料、做配套的企业就有了靶子,一个围绕纳米压印的国产化生态圈,正在悄然成型。
更重要的是技术是活的,它在不断进化,纳米压印的下一个目标,就是攻克小于10纳米的多层套刻对准精度。
一旦这个终极难关被突破,它将有能力制造更复杂的逻辑芯片,到那时一个凭极致的物理“压印”,一个靠极致的光学“雕刻”,两条不同的技术路线,将在山顶相遇。
所以璞璘这台机器,远不止是一台机器,它是一个火种,更是一种思路,它告诉我们,在被封锁的棋局里,我们不一定非要沿着别人的路线图苦苦追赶。
棋局未到终盘,只要敢于另辟蹊径,总能印出一条属于自己的路来。
参考资料:
金融界《我国自主研发光刻机交付,突破10nm工艺》