芯片巨头美光 成功绕过了EUV光刻技术

2023-07-25

  芯片竞争是当今国际科技竞争的主要内容,就算是美国也不具备尖端芯片自产的能力。想要制造7nm以下的高精尖芯片便需要EUV光刻机的辅助,而这种光刻机的制作工艺被ASML垄断。

  但是如今美国芯片巨头美光却是传来了好消息,声称其通过1β(1-beta)成功绕过光刻机,实现了高精尖芯片的研发,并且预计量产,可谓是振奋人心。那么美光的1β(1-beta)技术究竟是什么?这将对于世界芯片市场造成怎样的影响?

  芯片的发展历程,其实就是顺应摩尔定律,不断缩小的过程。如何在一块电路板上存放更多的晶体管以及内存组件,从而尽可能地提升芯片的运行速度以及反应速率,是芯片升级的主要方式。

  像是六十年前的芯片,那时候人眼可以看清每一块晶体管,但是到了今天,最顶尖的芯片上面可以有超过80亿颗晶体管,就算是显微镜都难以做到分辨。但由于技术要求的精度越来越高,内存行业也不再采用寻常的数字进行描述,而是罗马字母代替。

  而本次美光实现技术突破的1β(1-beta)则是罗马字母beta的含义。由于精度过高,就需要使用光刻的技术进行操作,才能在硅基芯片上动工。但是由于光的波长无法投射出小于一半的光束,因此便需要通过光掩膜来操作,并需要要定制的超过紫外线的极紫外光进行镌刻,这便是EUV光刻机的工作原理。

  而美光想要进行芯片制作,那么就需要跨过两个难题,分别是光掩膜以及极紫外线的研发,否则就不可能绕过衍射极限,这也是所有想要自研光刻机的企业面临的难题。

  而对于这个难题,美光给出了自己的解法,那就是使用欺骗衍射极限法则。首先是用多层图像来模糊光掩膜的分辨率,然后将光掩膜的特征分割为多个特征,放到不同的涂层进行解决,从而缩减技术难度,最终合并在一起进行操作。

  光掩膜的技术难题解决了,接下来便是极紫外线的难题。在这个方面,美光采用了水衍射的原理来进行操作,光在不同的介质中会表现出不同的折射方式,而在水中无疑会更难传播,进而缩短了波长,导致无限靠近极紫外线,通过不断的实验,极紫外线的努力也终于得到了解决。

  解决了两大难题之后,美光的自研高精尖芯片终于绕过了EUV光刻机,只采用简单的DUV光刻机便制作完成。而由于技术更为便捷,多是并不复杂技术的交叠,因此成本也会更低,可谓是具备广阔的发展前景。

  那么美光实现了绕过光刻机的高精尖芯片自研,将会对世界半导体市场造成怎样的影响?

  虽然美光绕过了光刻机非常令人振奋,但是需要注意的一点是,美光目前研发成功的芯片是DRAM移动内存,也就是说,这是个内存芯片,并不是核心CPU芯片。

  而DRAM芯片的制作工艺相对简单,美光推出的LPDDR5X移动内存便用上了1β(1-beta)技术,最高速率接近8500MHz。但是美光的技术能不能应用到高精尖芯片上,仍旧是个未知需要实践的问题。

  其实这已经给全球的其他公司提供了借鉴经验。要知道凭借对于EUV光刻机的垄断,ASML赚得盆满钵满,如果美光绕过EUV光刻机的技术能够得到推广,那么就会令全球半导体产业大洗牌,或将拉低高精尖芯片的价格。

  对于我国来说,也可以恢复对于高精尖芯片的自研可能。而ASML也会为了未来考虑,重新恢复与我国的贸易往来,令我国无法自研高精尖芯片的难题迎刃而解。而我国同样有华为这样的高精尖公司,如果可以对美光的技术成功借鉴,或将改变我们半导体市场的格局。

  美光绕过EUV光刻机的技术存在广阔的应用前景,虽然只是实现了内存芯片领域的成功,但对于整个行业来说具备广阔的前瞻性。尤其是对于国际芯片市场,或将迎来新一轮的芯片变革,从而令我们半导体产业在夹缝中找到机会,甚至是实现高精尖芯片自主生产的可能。

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