Недавно технология источника света SSMB-EUV, предложенная Университетом Цинхуа, привлекла большой общественный интерес. Одно из утверждений заключается в том, что Китай может построить ускорители для генерации источников света EUV, а источники света разных частот могут использоваться для различных процессов изготовления чипов, таких как 28-нм, 14-нм, 7-нм и 5-нм. Вместо того, чтобы полагаться на машины EUV-литографии ASML, идея состоит в том, чтобы использовать «фабрики источников света», чтобы прорвать блокаду США с помощью неожиданного инновационного мышления. Эту концепцию «легко понять», и кажется, что есть надежда на создание передовых отечественных литографических машин.

Интерес общественности к сложному синхронизирующему источнику излучения света SSMB-EUV в основном обусловлен желанием прорвать технологическую блокаду США и индустриализировать исследования Цинхуа, тем самым помогая производить высокопроизводительные отечественные чипы.

В этой статье основное внимание уделяется перспективам промышленного проектирования и представлены некоторые важные технические детали производства чипов и литографии. В нем также объясняются научные принципы, лежащие в основе SSMB, EUV и синхронизирующего излучения. Поняв достаточные инженерно-технические детали и научные принципы, мы можем правильно оценить интересные концепции, такие как «фабрика источников света».

Ключевые моменты этой статьи:

1. Машины для литографии SSMB-EUV имеют технологическую основу. Китай уже сделал реальные инвестиции в исследования и разработки, и это действительно направление развития будущих литографических машин.

2. Анализируя процесс производства чипов с использованием литографических машин DUV и EUV, требования к производительности литографических машин в промышленном производстве выходят за рамки воображения обычных людей.

3. Какие технические трудности необходимо преодолеть литографическим машинам SSMB-EUV? Мы не должны полагать, что поиск хорошего направления облегчит прорыв в технологии машинной литографии.

I. Знания о производстве микросхем 

Чтобы сделать транзистор определенного типа, мы вводим четырехвалентный кремний, легированный небольшим количеством трехвалентного бора и пятивалентного фосфора, чтобы создать PN-переход, а затем добавляем оксид металла в качестве управляющего затвора. Плотно расположив большое количество транзисторов на пластине и соединив их по определенной схеме, мы можем создать микросхему. Самым важным этапом в производстве чипов является обработка пластин, которая происходит на заводе FAB. На пластине из очень чистого кремния один за другим изготавливаются идентичные голые чипы (матрицы). До этого необходимо изготовить кремниевую пластину, а затем штампы вырезаются, упаковываются, тестируются и собираются с помощью штифтов. Трудность этих процессов относительно невелика.

Прежде всего, важно понимать, что производство чипов в промышленности носит массовый характер, чтобы поддерживать низкие затраты. Например, количество недавно популярного чипа для смартфонов оценивается в 10 миллионов единиц. В связи с возросшим спросом это количество выросло до 15-17 миллионов единиц, а в дальнейшем увеличилось до 20 миллионов единиц.

Как можно произвести десятки миллионов чипов за относительно короткий период времени? Ключ заключается в возможности производить большое количество одинаковых кристаллов на одной пластине. Если взять для примера 12-дюймовую пластину (если говорить о дюймах, то есть еще 8-дюймовые и 6-дюймовые), то ее диаметр составляет примерно 300 миллиметров, а площадь — 70,659 100 квадратных миллиметров. Усовершенствованные чипы могут обеспечить ошеломляющую плотность транзисторов в 5 миллионов транзисторов на квадратный миллиметр. Один чип содержит миллиарды транзисторов и выполняет сложные функции, такие как базовая полоса 140G и мобильный SOC. Если предположить, что площадь кристалла составляет 500 квадратных миллиметров, на пластине можно разместить около XNUMX кристаллов.

Понятие «выход» имеет решающее значение в производстве чипов. Проще говоря, если из этих 500 штампов 400 после обработки на заводе FAB окажутся работоспособными и квалифицированными, выход составит 80%. Хотя производительность современного производства чипов иногда не очень высока, она также не слишком низка, поскольку это сделало бы его коммерчески непрактичным. Если принять консервативную оценку в 50%, то на пластине все равно должно быть более 200 функциональных кристаллов.

Производственная мощность завода FAB обычно измеряется количеством тысяч пластин, которые он может обрабатывать в месяц: от 10,000 100,000 до 10,000 200 пластин. Если мощность составляет 2 20 пластин в месяц, при этом на каждую пластину приходится XNUMX функциональных кристаллов, это означает, что в месяц будет производиться XNUMX миллиона чипов, то есть в год будет производиться более XNUMX миллионов чипов.

Продолжение следует...