光刻机是什么?一种用来制造芯片的机器

我国在近几年科技高速发展的路上,已经拥有了很多世界先进的高科技武器装备,早在60年代我们就已经成功研制出了原子弹,如今在科技的不断改进下,我们在这方面的经验已经相当成熟。

虽然我们有着很多的高端技术,但是有一个东西直到今天我们仍然很难造出来,这就是光刻机。说到这肯定会有人要说了,我们连原子弹都能造出来,还弄不出来一个小小的光刻机?首先我们先来分析一下两者的区别在哪里。

我们连原子弹都能造出来,为啥还搞不定光刻机?原来这个真的很难

原子弹的原理是用中子去与铀原子核碰撞产生核裂变,进而产生爆炸。虽然这种原理看起来很简单,但是实际上要把它造出来,是有很大困难的。一是要有高浓度的核燃料,二是要有一些科学技术人才才能完成如此复杂的大工程系统。我们当时在造原子弹的时候,可以搞到所需的相关材料,而且当时还有像钱学森,邓稼先等出色的人才,攻克各种艰难的技术和条件,才有了这些东西。

我们连原子弹都能造出来,为啥还搞不定光刻机?原来这个真的很难

而光刻机就不一样了,我们来了解一下光刻机的原理。光刻机是一种用来制造芯片的机器,其在制造芯片时,会先在晶圆的表面覆盖上一层光刻胶,再用光线透过掩模板照射硅片的表面。此时光感胶受到光线的刺激会发生溶解,进而自己形成电路。这个原理听上去也不复杂,可是为什么就造不出来呢?要知道,这种电路板的精度可是纳米级别的,大约相当与一根头发丝的5000分之一那样细小,而这种光刻机使用的镜头,就要求不能有2纳米的误差,这样的工艺水平,就是现在放到全世界,那也是顶级水平的级别了。

我们连原子弹都能造出来,为啥还搞不定光刻机?原来这个真的很难

除了要求极为严格的精度水平,还需要顶级的光源其光学系统极为复杂,目前世界上最先进的是极紫外光,由于技术难度极大,我国到现在还没有突破。现在也只有美国掌握这种先进的技术。即便我们能够研制出光刻机,但是能够生产的精度也是相当落后的,别人能够生产的光刻机在5纳米级别,而我国目前也仅仅只是突破了14纳米的光刻机,而且制造出来的芯片性能也很难满足现在芯片的要求。

我们连原子弹都能造出来,为啥还搞不定光刻机?原来这个真的很难

在满足有顶级光源的前提下,还要有极致的机械精度。光刻机里面有着两个同步运动的工作台,一个是用来载胶片的,另一个是用来载底片的,两者需要严格的同步,误差得在2纳米以下,两个工作台还得要有跟导弹发射一样的加速度。而且对外界环境也有着很严格的要求,湿度温度和压力的变化都会影响到工作过程的精度。温度要控制在千分之五,这就得要更精准的温度传感器。世界上目前最好的光刻机是SMEE,它包含13个分系统,3万多个机械件还有200多个传感器,所有的零部件不能有任何一个出问题,否则就会有影响。

有科学家也曾说过,芯片目前代表了人类史上最尖端的科技成果,由此可见,制造一台光刻机是有多么不容易。

本文来自网络,不代表篇翁号立场。

(0)
上一篇 2022-08-06 08:54
下一篇 2022-08-06 08:54

相关推荐