2024年9月21日 星期六

刻光機/曝光機的準確與精準

 近日,中國媒體宣稱中國已經成功研製出全新的8奈米曝光機,這一消息引發高度關注。然而,實際情況卻與外界的理解有所偏差。目前,中國的曝光技術,距離生產7奈米乃至更先進製程的晶片,仍然有很大的技術差距。


根據報導,中國所謂的「8奈米曝光機」並非能夠直接製造7奈米或8奈米製程的晶片。曝光機的核心參數主要包括晶圓直徑、照明波長和解析度等,其中最關鍵的指標是「解析度」。目前,中國曝光機的解析度大致只能達到65奈米,而非市場所誤解的7奈米等級。具體來說,雖然這些曝光機的套刻精度可達8奈米,但這與晶片製程無關。套刻精度指的是不同層次圖形對準的精度,而並非製程工藝的尺寸。因此,中國目前的曝光技術水準,實際上僅相當於ASML在2006年推出的產品。


套刻精度與晶片製程完全不同。例如,ASML的曝光機,解析度達到57奈米,但其能夠實現的最小製程僅為65奈米,套刻精度卻可達4奈米。因此,當中國曝光機的套刻精度達到8奈米時,這並不代表其能夠實現7奈米製程,實際的晶片製程仍然只能維持在65奈米。


此外,即便採用了多重曝光技術,僅從理論上來說,中國曝光機最多也只能達到28奈米的製程水準。多重曝光技術是將原本應一次曝光的複雜圖形,分解成多層簡單的圖形,然後逐層進行曝光,最終再將這些圖形疊加。然而,這種技術的最大問題在於,雖然能夠暫時提升製程水準,但晶片的良率會極低。若要量產,必須達到一定的良率標準,一般而言,良率需達到70%以上,而當前的多重曝光技術良率遠低於此標準。


因此,多重曝光技術只能算是短期權宜之計,並非解決問題的根本辦法。要真正實現7奈米的先進製程,關鍵還在於EUV(極紫外線)曝光技術。全球目前只有荷蘭的ASML公司具備量產EUV曝光機的能力,該設備是唯一能夠製造7奈米及以下製程的曝光設備。


回顧EUV曝光機的發展歷程,這項技術自1993年開始理論研究,經過多年探索,直到2013年才在實驗室中實現樣品製作,並於2016年進入批量生產。ASML公司成功量產EUV曝光機的背後,是依賴全球上千家供應商的協作,這也意味著,中國若要達到同樣的技術水平,面臨著巨大挑戰。即使中國能夠建構出完整的供應鏈,從現有技術水平進化到量產EUV曝光機,至少還需要十年的時間。


中國目前的曝光技術雖然有所進展,但距離實現7奈米的高端製程還有很長的路要走。即便短期內能夠使用多重曝光技術提高製程水平,但其高成本與低良率使得這種方法並不具備長期的實用性。要真正達到先進製程的水準,仍需要在EUV曝光技術上取得突破,而這將是一個漫長且充滿挑戰的過程。中國如果真的要完全追上現在全球最先進的7奈米製程,至少還需十年以上的努力。


資料來源:Emmy追劇時間、卓克科技參考

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