为什么网上有人说造EUV光刻机比核弹难?

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th818 发表于 2023-9-8 22:34:43|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
有没有大佬科普一下啊?
请试分析光刻机和核弹相比,哪个更难研发和制造。
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hqw333333 发表于 2023-9-8 22:34:53|来自:北京 | 显示全部楼层
你球太久没进行过先进核试验了,以至于一帮躺在核武器庇护伞下的憨憨们开始怀疑自己头上这把伞的含金量了。
几个核大国于1996年默契的全面禁止了核试验,此后仅有印度、巴基斯坦、朝鲜三个弱鸡有核国家进行了一些相当于50~60年前美国核武器水平的核试验,这可能是他们认为核武器含金量不足的原因,毕竟现在根本没人知道核大国的计算机里的模拟核试验搞到哪一步了。
不过没关系,你球还是有机会再见人造太阳的,最近正彼此看不顺眼的中国和美国都没批准《全面禁止核试验条约》,日后虽不至于互甩核弹,但相互针对对方搞一搞核试验还是有一定可能的。
photoshoplxy 发表于 2023-9-8 22:35:21|来自:北京 | 显示全部楼层
核弹又不用担心消费者不满意
vfi10863 发表于 2023-9-8 22:36:04|来自:北京 | 显示全部楼层
你说的应该是asml公司的EUV光刻机。光源是13.5纳米的极短紫外光,又被称为软x光。
这么一台光刻机,由光源和扫描器组成,其中光源的设计和专利是美国的,光源20%的核心部件全世界只有美国能生产。其中高功率激光器是德国的技术。某些核心电子设备有爱尔兰,荷兰,德国等国的公司提供。
这么说吧,如果荷兰,德国哪一天对美国进行技术封锁,那么美国自己也造不出光刻机。反之也一样。
世界上能独立造出氢弹的国家有五个,但世界上能独立造出光刻机的国家没有。如果考虑到光刻所需的光刻胶是日本的,最先进的制程是台积电的。可以这么说,能够独立刻出5nm芯片的国家,在蓝星不存在!一个都没有!
EUV光刻机只是这几年才真正能够赚钱,从1983年开始研发整整25年都是在亏钱,而且它是美欧日在国力最强,闲钱最多,人才最好的时代积累出来的成熟技术。为什么有人会觉得它的实现比60年代就能有五个国家独立完成的氢弹技术还容易?
光刻技术并不是一种孤立的技术,从材料科学,到工程软件,从机械设计到激光等离子体,从高频控制到cmos相机……它如同盖房子一样是一层一层盖起来的。它背后是欧美日成千上万的科学家和工程师几十年的努力成果。
我一直都在强调,中国现在还不能在光刻技术上闭门造车的道路。还是要力求政治上突破,寻求合作。即便美国无法争取,也要争取欧洲。指望一切靠自己,是走不通的。欧美至少要争取到一方愿意好好做生意,有正常的技术交流,对中国而言在技术上有所突破都是可待的。反之,如果欧洲也跟美国一样,全面围堵中国,封锁一切相关技术,那中国的半导体产业就真麻烦了。这东西不是氢弹,现在的中国真搞不定。
不过好消息是,美欧没那么铁,所以依然还是乐观的。
技术上的很多东西其实不仅仅是技术的问题。如果早年没有苏联援助帮助中国建立工业体系,氢弹就别想了!现在很多人觉得中国造氢弹仅仅是一个科技问题,仅仅是新中国第一代科研工作者的伟大成就。这是不对的!事情都是联系在一起的,如果没有朝鲜战场大字不识一个的战士抛头颅洒热血跟美国五五开,苏联没有任何可能会帮中国建立工业体系。苏联对中国的援助其实是史无前例的。当然,还是要感谢苏联领导人当时的慷慨。氢弹研究成功的背后还有建国初期被所谓“剪刀差”政策付出巨大代价的农民。勒紧裤腰带对于科学家来说可能就是少吃几顿肉,对农民而已有可能就是一条性命。
再比如中国的航母能够这么快就具有实战能力得益于乌克兰拖来的“辽宁号”。军工工作者固然很努力,但如果没有政治上的突破,没有辽宁舰和图纸,中国的航母还要至少七八年才能有实战能力。如此一来,今日在南海和台湾问题上中国不知道又要多么的被动。
同理半导体技术也不仅仅是一个科技问题,它最终的解决方法估计还是要在政治上突破。我乐观的原因并不是因为中国的科技水平真的能够在短时间超越欧美日,我乐观的地方在于,中国政府在政治上的可以用一句话来说,那就是,士有弘毅,不屈不挠,整个世界绝无仅有!
有人奇怪为什么日本,韩国,甚至台湾都可以在半导体领域占有一席之地甚至其产业中的位置远超中国。这并不是因为中国政府不作为,也不是因为中国大陆人不努力,1996年7月33个主要的西方国家签订的《瓦森纳公约》对中国禁运了一切有关半导体产业的先进技术甚至产品。
作为对比,80年代美国开始牵头研究EUV光刻的时候,因为跟日本的贸易战把日本的半导体公司排除在外。所以大家可以看到,今天日本的光刻机产业全面萎缩,连duv光刻机所占份额都低于10%。
而中国一直都被封锁着,所以技术上落后其实是理所应当。但中国政府顶住了种种压力,在最艰苦的时候也没有放弃自己的底线。所以今天每一个中国在技术领域上的突破和超越都在全方位地动摇西方世界的霸权。
光刻机以及相关光刻技术可以说是西方或者美国霸权最后的堡垒,只要攻破它,整个西方在科技领域就无险可守。许多人觉得中国政府不作为,其实回过头来看,中国这些年一个堡垒一个堡垒的都攻破了,大飞机,高铁,超级计算机,北斗系统,中国政府不是无所作为而是在封锁下取得技术突破太他×的难了!
今天美国无论对任何一个所谓的发达国家哪怕只用《瓦森纳协定》级别的技术封锁都足以让这个国家丧失活力。更不要说近日来丧心病狂式的全面封锁。
所以作为中国人其实也大可不必太悲观,技术封锁二十多年了,但是西方阵营既不友爱也不团结,插朋友两刀的事层出不穷。如果西方国家铁板一块,就不会有一战二战,世界今天还是以欧洲为中心。因此,只要中国保持足够的战略定力,就一定能找到机会。
因此单纯从技术上分析说中国差了多少年并不代表实际情况。如果在1949年分析中国技术上距离造出氢弹差多少年,这个年份可能超过一百年。但是最终也就二十年就搞定。而这可不是仅仅靠中国科研工作者埋头苦干,一点一点追赶得来的。本质上是这个成就政治上的突破的结果。
以今日美国政治的混乱,欧美的离心离德,破绽只会越来越多。科技不是不能当政治牌来打,只是当有一方打出科技封锁的牌并不意味着其强大而恰恰意味着其困窘,因为他已经无牌可打,无招可用。而且自身的科技活力也已经不足依靠公平竞争无法取胜,所以才要用下三滥手段,封锁之下再加新的封锁。
我相信中国在半导体行业的突破不会太久,会大大低于技术上真实差距的时间。但还是那句话,技术上确实差距太大,所以单纯靠自己加大投入鼓励创新是万万不够。
以氢弹来类比也对也不对,对的地方在于,最终中国在芯片制造上的突破确实很可能如氢弹一样石破天惊,不对的地方在于,以技术总量来说,光刻机确实比氢弹复杂,涉及的产业更多,更广。
csboy606 发表于 2023-9-8 22:36:57|来自:北京 | 显示全部楼层
光刻机我们都知道可见的未来我们一定能造出来,但是核武器,第二代第三代核武器可见的未来除了中美俄法英谁也造不出来。
是我们现在造光刻机难,还是在那个全国都没多少知识分子的年代造核武器难?造核武器我们勒紧裤腰带,多少顶级科学家隐姓埋名,多少工程师,科学家,军人十几年如一日的扎根戈壁。光刻机能有这待遇?连个部委牵头都没有,你说谁更重要谁更难?
也不知道是现在的小布尔乔亚们飘了,还是以前的共和国英雄们逝去太久让人们失去了敬畏感。敢拿光刻机的难度和原子弹相比了,先试试能不能用算盘当计算机使吧。
这么多年了,共和国的前辈们一遍遍的用事实告诉我们,外国人能造出来的我们也能造出来,可是有些买办总是一遍遍的告诉我们中国能造的都是垃圾白菜,中国不能造的都是天顶星。他们死命的诋毁我们能造的,甚至想把原子弹说成大白菜。把圆珠笔芯说成外星科技。
光刻机分等级,核武器也分等级,印度,朝鲜,巴基斯坦的核武器等级换算成可生产90nm芯片的光刻机么?这还是有五常技术转让的前提下,印度从中国爆炸第一颗原子弹开始研发核武器,直到90年代末才五连爆成功,可也只是第一代核武器,又三十年过去了,印度还是没发展出第二代核武器,小型化武器化的核武器,好像现在的英国也没有,英国战略核潜艇使用的是美国三叉戟。
当然光刻机确实很难,但是和核武器比,还不配。
评论这么多,基本都是反对的,可是反对你们也拿出个比我说的更有说服力的理由,光刻机是人类最精密的创造,不做限制初中生都能造出原子弹的话都说出来了,你们是我的友军吧。
如果真有大佬引用文献,列数据,详细对比生产5nm甚至将来3nm,1nm芯片的光刻机和第三代甚至第四代核武器难度,得出结论光刻机更难,我绝对尊重科学,大是大非面前也要讲科学。
可是目前说我自嗨,说我无知的,貌似也没什么过硬的论据吧。无非和我一样从政治,社会层面侧面论证,既然都是一无所知,众位为何要引申到人身攻击呢?假如对于核武器和光刻机总知识量100,我可能只有0.00001,在座某些大神或者大聪明可能有0.0001,但是这还不足以让诸位对我有莫名其妙的优越感吧?
大家都不懂,也没人能说出来造原子弹难在哪,造光刻机难在哪,那么为啥你们说中国指定造不出来的就是理性客观,我说中国肯定可以造出来就是无知煽情,说中国体制差不尊重人才,人才流失,肯定没戏的就是人间清醒,独立思考,说中国虽然有各种问题但是我们有成功的案例,我看好中国发展将来一定能造出来光刻机的就是无脑粉红?说别人还什么啥也不知道都敢回答,你啥也不知道也没见评论时候少打两个字,少嘲讽我两句不是!
各位大佬别再拿朝鲜,伊朗,巴基斯坦,印度的核武器说事了,总不能老是光刻机就拿商业化生产5nm芯片的2020年水平的光刻机,核武器就拿六七十年前水平第一代的说事吧,好歹都拿最先进的比。拿电子管计算机和i9对比你们是认真的么?
很认真地聊一下两弹一星
全年不休 发表于 2023-9-8 22:37:42|来自:北京 | 显示全部楼层
说谁比谁难只是感觉上的定性说法,定量判断不好说。对方能力变强了,自己也要进步。真理也要发展。芯片也要不断发展,制程、架构、材料。
上海微电子已经有90nm分辨率的光刻机,DUV光刻机(深紫外线,193nm 波长的光源)。 DUV 理论上能达到10nm甚至7nm分辨率,结合浸没式曝光、多重曝光技术,台积电能做到。
波长更短的EUV光刻机(极紫外线,波长13.5nm)现在是在攻关,预计到2030年实现EUV光刻机自主生产。ASML的EUV光刻机2016实现对下游供货。
<a href="http://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.tianyancha.com/company/2990268572" class=" wrap external" target="_blank" rel="nofollow noreferrer">上海微电子预计将于2021年前交付首台国产28nm的浸没式(immersion)光刻机[1]。
在EUV曝光系统方面,长春光机所于2002年研制国内第一套EUV光刻原理装置,于2016年成功研制了波像差优于0.85 nm RMS的两镜EUV光刻物镜系统,2017年32nm线宽的13.5nm极紫外光EUV光刻曝光系统通过验收[1]。
只要有技术路线,把任务分解了,有资金投入,还是会推进的。现在光源、镜片、对准、光刻胶分给各个科研院所、企业去研究攻关。
荷兰ASML 从 1999 年开始研发 EUV 光刻机,原来是计划在 2004 年推出产品。但是直到 2010 年 ASML 才研发出第一台 EUV 原型机, 2016 年才实现下游客户的供货,比预计时间晚了十几年。直到2019年,第一款7nm EUV 工艺的芯片 Exynos 9825 才正式商用[2]。
EUV 光刻机面市时间的延后主要有两大方面的原因,一是所需的光源功率迟迟无法达到 250 瓦的工作功率需求,二是光学透镜、反射镜系统对于光学精度的要求极高,生产难度极大[2]。
只是前道光刻机受限

光刻机根据用途分为三类:用于生产芯片的前道光刻机,有用于封装的后道光刻机,还有用于LED制造领域的投影光刻机。在前道光刻机方面严重依赖进口,但在后道光刻机和投影光刻机方面,国内厂商还是颇为可圈可点的——到2017年,上海微电子的后道光刻机在国内市场占有率超过80%,全球市场占有率为40%;用于LED制造的投影光刻机的市场占有率为20%[3]。
一. 光源功率

EUV光源是用激光打在锡液滴上产生的13.5纳米波长的极紫外光。
Cymer是光刻机光源的重要供应商之一(已经被ASML收购了),已推出一系列产品,包括氟 化氪( Krypton Fluoride , Kr F )光源、氟化氩( Argon Fluoride , Ar F )光源和极紫外光源[4] 。ASML公司和 Gigaphoton 公司的 EUV 光源设备均可输出 250 W 较为稳定的 EUV 光,最大值甚至可以达到375 W[5]。
哈尔滨工业大学方面负责的DPP-EUV光源已经到了接近12 W的水平,相当于ASML2009年的水平[6]。
EUV光刻机的电-光转换效率极低,低到0.02%。EUV光线传播耗损极大,需要用反射镜代替透镜。
对于未来 3 nm 节点的光刻技术,EUV 光源的功率需要提升到 500 W。1 nm 节点的光刻技术需要 1 kW功率的 EUV 光源[5]。



徐象如. 高数值孔径投影光刻物镜像质补偿策略与偏振像差研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2017.

二. 物镜系统

另一个原因是光刻机反射镜系统。
下图可以看到光刻机物镜的复杂程度。


光刻需要让紫外光经过掩膜版,把图案精确的聚集到基片上。对高精度的光刻,图案的畸变要求小于几nm甚至1nm。为了补偿畸变,需要对透镜或者反射镜精确调节。以前是对透镜或者反射镜的微元进行调节,现在比较先进的方法,对透镜或者反射镜进行温度控制来调节光路。
长春光机所在做物镜方面的工作。
看有的帖子说,有的家族祖孙三代都是打磨镜片的,打磨镜片的要求很高。
三. 对准

每次光刻,掩膜版的图像要与基片对准,误差甚至要小于1nm。
做第一次光刻时,在硅片上做出标记。后面光刻时候,把掩膜版的图像上的标记与基片上的标记对准。

DUV光刻胶,国内有大概五家在做,市场占有率不高。EUV光刻胶,有一家公司在研究。

降低制程的方法:降低光源波长,浸没式光刻(液体折射率使得光波长变短),多重曝光

浸没式光刻能降低制程。在镜头与晶圆曝光区域之间,充满高折射率的水,水对193nm的紫外光折射率为1.44,从而实现在水中等效波长为134nm,实现45nm以下制程[7]。
多重曝光提高精度

一种做法是如LELE(litho-etch-litho-etch)。简单讲,就是做两次光刻,把掩模版的位置错开。相邻的金属线如果做在同一层光掩膜版上,彼此之间就不能做的很近,但如果相邻金属线做在两层不同的光掩模版上的话,彼此之间就可以非常靠近。这样,我们只要把靠近的金属分布在两层不同的光掩模版上,就可以达到之前想要达到的效果[8]。
另一种SADP(自对准双重成像技术)。先通过较低精度的光刻,做出突起的光刻胶保护层(mandrel)。再在“mandrel”的表面和侧面沉积一层厚度相对比较均匀的薄膜“spacer”。使用离子刻蚀工艺把沉积的“spacer”材料再刻蚀掉。由于“mandrel”侧壁的几何效应,沉积在图形两侧的”spacer”材料会残留下来。“spacer”图形的间距是”mandrel”间距的一半,实现了空间图形密度的倍增[9]。

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