- 背景
华为悄默声地推出了Mate60 pro,又一次引起了不小范围的讨论。长春光机研究所取得最新进展?北京出现神秘光刻工厂?中国又又又实现了一次力大砖飞?让我们借此机会科普一些小知识。
- 7nm芯片,没有一个组成部分是7nm的。
我们常说的7nm到底是什么?答案非常诡异的诡异,什么都不是!就拿台积电的7nm芯片来说,MP(金属距离)=36nm,GP(栅极长度)=56nm,和7nm没有任何关系。那么这个7nm是怎么来的呢?
与其说是某一个关键部位的性能指标不如说是一种「综合性能」由于「摩尔定律」这一个人为规定的定律,因此每一次的命名都是上一代的0.7倍,因此从10nm到7nm再到现在的5nm,3nm都是这样的。
- 光刻刻的是什么?
光刻刻的是光刻胶,而非晶圆本身。芯片的单一结构不能算复杂,复杂的是要做的小,要做的多,要做的不出问题。由于本身并不那么复杂,所谓的光刻,就是先涂抹上一层光刻胶,再对光刻胶进行曝光之后,被曝光的光刻胶容易脱落,没有被曝光的光刻胶则不脱落(或者完全相反),脱落之后露出了晶圆,再涂抹相对应的材料。
光刻的英语是 photolithograph, photo代表光,而lithograph则是平板印刷的意思。(没错就是被活字典印刷略微替代了一下的平板印刷)
那么我们已经说了,难的不是结构本身的复杂,而是怎么把芯片结构做小,同时可以大规模的生产。
- EUV和DUV的区别
光刻的精度是有物理极限的,我看到一个即友嘲笑他的老婆。他老婆说“1nm,3nm,5nm就是光子的大小。”实际上这样的说法非常的生动形象。当然我们用不到这么这么“小”的光子,实际上DUV的波长是300nm左右,而EUV的波长在100nm。波长越短,“笔尖越细”。但是工程上另外一个难度就显现了出来。
如今!有三种主流的光刻技术,接触式,非接触式,和投影式,(这是我乱翻译的)工程上为了提升效率和模具的寿命一般采用第三种,但是第三种有一个问题就是需要用透镜来改变光路,那么如果用euv(远紫外光)就很难做到了,那么ASML想到的办法就是,透镜不行,我就用镜子呗。这个时候做过大学光学实验的朋友不知道dna动了没有。
- 那么有没有1nm的光子呢!
答案是有的,我们经常看到和听到他的名字,那就是x光!而x光的穿透力,不仅可以穿透透镜,就是不透的平面镜也可以穿透,所以只能使用非接触式的了。而x光我们需要的是非常精准的波长,这玩意儿怎么做呢?
- 北京光源
我们看到的非常大的所谓的光刻工厂,实际上是光源,那么x光是怎么被做出来的呢?答案是高速电子轰击金属,工厂做成一个圆形的作用在于加速电子并且将能量不同的电子从中分离出来,最后的x光的波长就会非常集中,也就是一根锐利的笔。
- 写在最后
芯片是一个复杂工程,中间有非常多的环节,所以任何简单的一句话就能听懂的突破,不能解释其中的一点。也正是因为这样多的环节,芯片产业可以带动很多的就业。
虽然其中非常多的技术细节,但是有一句话说的好,叫怕什么真理无穷,进一寸有进一寸的欢喜。
遇到有的朋友不懂,我们解释清楚就好了,解释的足够多,自然而然朋友们的理解就多一点提升。
作者:呜哈