台海不都雅澜|台积电是怎样炼成的(五)

 公司简介     |      2020-10-26 05:26

原标题:台海不都雅澜|台积电是怎样炼成的(五)

王义伟/文敬请读者至交属意,本篇主要分析芯片制造技术的进展,相对而言要专科一些,笔者尽能够做到浅易清新、深入浅出。

一枚芯片是如何制造出来的呢?

简而言之,芯片的母体是硅晶片(也称晶圆),形状相通于一张光盘,在这张圆形的晶圆上制作出一枚枚方形(长方形或者正方形)的芯片。这有点相通于吾们在照相馆拍证件照,一张感光纸上能印出9张或更众照片。

制造芯片的主要设备是光刻机和蚀刻机,其中光刻机是行使照相原理在晶圆上画出电路图,蚀刻机则是将这些电路图刻出来并进走添工,然后经过测试、将相符格的产品切割下来进走封装(封测),就能够出厂了。这些设备中,光刻机是最主要的,因此光刻机也就成了全套芯片制造设备的代名词。

对于单个的芯片而言,在面积固定的情况下,电路越众、越浓密,则芯片的功能越兴旺。举个例子,吾们用的手机,块头一向异国众大转折,但功能越来越兴旺,这就是芯片中的电路不息浓密的效果。现在最高级的芯片,其电路浓密的水平已经达到7纳米,也就是一根头发的万分之一。而台积电的制造工艺,很快就要达到5纳米甚至3纳米。

对于一块晶圆而言,晶圆的面积越大,单块晶圆所能制造出的芯片也就越众,于是芯片厂都期待用大块的晶圆生产芯片,这就是吾们往往接触的概念,8寸晶圆厂,或者12寸晶圆厂。以前几十年,台湾政府在审核台湾芯片厂商到大陆投资时,是厉格限制晶圆厂的尺寸的。2002年,陈水扁政府勉兴旺开台湾8寸晶圆厂到大陆投资。2016年2月,赶在蔡英文5月20日就任之前,马英九政府准许台积电到南京投资竖立12寸晶圆厂。

台积电之于是遥遥领先其他芯片制造厂,因为就在于它在光刻机周围作出了突破性的贡献。

这内里的关键人物是林本坚。

林本坚祖籍广东潮汕, 易纲:进一步扩大金融业盛开是构建新发展格局的一定请求1942年出生在越南,在越南西贡长大。1959年,林本坚独自一人到台湾读高中,之后考入台湾大学。大学卒业后林本坚赴美留学,并于1970年获得美国俄亥俄州立大学电机工程学博士学位。1970年至1992年,林本坚在IBM做事。1992年至2000年,林本坚在美国创业。2000年,林本坚返回台湾添入台积电。

在IBM期间,林本坚就是光刻技术周围的奇才。1975年,做事仅5年的林本坚做出那时光刻周围最短波长的光线,他本身把它命名为深紫外线(DEEP Ultra-Violet,简称DUV)。后来,DUV成为光刻显影技术的主流。

现在中国芯片厂商求之不得的设备EUV(极紫外线)光刻机,就是在DUV技术基础上发展出来的。

发明这项顶尖技术的,照样林本坚。

在做出DUV光线11年之后,1986年,林本坚认识到,正本的微影技术已经走到了终点,很难再发展了。

这个时候微影技术所能触及的最短的波长,是157纳米。全世界的顶级光学行家,都面对着157纳米如许一堵高墙,再也无法进展一步。

在无法进展之际,林本坚最先辈走逆向思想。既然157纳米无法突破,还不如璧还到193纳米,然后在镜头和晶圆之间添入其它介质,是否就能做出更短的波长呢?

之前的技术,就是镜头面对晶圆,经由过程拍照画出电路图,镜头和晶圆中间什么都异国。

林本坚的设想,是在镜头和晶圆中间添入一层水。

这个设想的原理其实很浅易。举例表明,吾们把筷子放进水中,筷子望首来就折曲了、变粗了。之于是展现这栽景象,是由于水转折了波长。

而按照林本坚的设想,193纳米的波长,经过水的折射后,就变成了134纳米。

林本坚将这栽手段称为浸润式微影技术(Immersion Lithography),之前的技术称为干式微影技术。

林本坚1986年发现浸润式微影技术后,不息进走钻研,完善技术方案。在这个过程中,2000年,林本坚脱离美国来到台湾,添盟台积电。

2002年,在比利时召开的一个光电学会技术钻研会上,林本坚向全球同走公开了本身的发现和设想。

这个设想一会儿把来自世界各地的同走们震住了。

在林本坚发外演讲之前,正本行家的商议焦点,是荟萃在157纳米干式微影技术上的。现在不得了了,林师长竟然找到了更短的、134纳米波长的光波。

突破性的进展也招致强烈的指斥。那次钻研会之后,对林本坚技术方案的指斥汹涌而来,指斥方列举的理由望首来益似也有些道理,比如行使水做介质容易污浊,水中的气泡会影响曝光等等。

还有一些作梗的背后是来自资本的力量,由于在157纳米这个层级,国际级的大厂已经投入了巨额的研发经费,林本坚的发明,意味着这些研发前功尽舍。有业内高层为此向台积电施压,请求台积电管管林本坚,让他约束点,“不要搅局。”

张忠谋是何等人物?!面对林本坚如许的奇才,面对如许一个在技术上一枝独秀、一骑绝尘的机会,他怎么会摁住林本坚不让他发挥呢?!

张忠谋给予林本坚的,是坚决的声援。

针对质疑方挑出的技术题目,林本坚和他的团队逐一进走钻研攻关,在半年内发外了3篇学术论文进走回答。

同时,林本坚带着本身日渐成熟的技术方案,到美国、日本、荷兰、德国,与有关技术厂商进走深入的疏导。

绝大无数厂商对林本坚的技术方案将信将疑,其中一个美国的大厂代外外示,他们绝对不会用这项技术。

只有荷兰的ASMI(阿斯麦尔)公司认为林本坚的技术方案是可走的,代外了光刻机异日的发展倾向。

于是两边睁开了配相符。(未完待续)