纳米压印光刻技术,是东大裔科学家周郁,在1995年提出的一种技术路线。
其原理,就像是雕版印刷,先制作一块带图案的模板,然后把它压到涂了特殊胶水的材料上,通过加热或紫外线照射,使胶水固化,芯片便压印完成。
而传统光学光刻,像是用放大镜聚焦阳光烧图案,和我们小时候,用老花眼镜点燃纸片,或烧蚂蚁差不多。
这种技术,非常依赖极紫外光,也就是EUV的短波长突破衍射极限,在光源、镜头的制造精度要求非常高。
而现在,光源、镜头的精度已逼近物理天花板,而且涉及10万+零件,成本非常高。
相比光学光刻,纳米压印光刻摆脱了复杂的光学系统,其精度主要受模板精度、对准系统、施压与温控装置,还有压印胶材料的特性影响。
相对于传统光刻机,纳米压印光刻设备成本要低得多,包括压印设备、模板制备设备在内,总成本只有几分之一甚至更低。
而且,它的技术门槛也低得多,不像传统光刻机,即使买到设备,想要实现先进制程,也要进行技术攻关。
打个比方,如果台积电用的是纳米压印光刻设备,那其他公司买到设备后,很快就能追上台积电的工艺制程。
而且,它的使用成本,也低得离谱。
以EUV光刻机为例,功率动不动就是1到1.4兆瓦,每天耗电差不多要3万度。
像台积电,它一家的用电量,就占据全岛5%以上,搞得某岛经常性电力紧张。
而纳米压印设备的功率,通常只有100到200千瓦,是EUV光刻机的十分之一。
还有光刻胶的使用量,纳米压印也比传统光刻工艺要少。
再加上纳米压印是一种并行加工技术,可同时对大面积图案进行压印,不需要像传统光刻机一样逐点进行,其生产效率也要高得多,这又会进一步降低成本。
因此,纳米压印从设备到耗能,再到用料、人工等,成本都要低于传统光刻工艺。
整体算下来,直接能把芯片干成白菜价。
用臧教授的话说:“把手机价格降到九块九包邮,应该做不到,但如果只是想把处理器价格,打到九块九,是有可能的。”
不过,它最大的问题就是缺陷率偏高。
像这种“接触式”工艺,很容易带入杂质,以及出现粘胶、气泡等状况。
另外,还有模板磨损;压印过程中产生的机械滑移,导致精度下降;压力不均匀等问题,也会增加缺陷率。
“那你们是怎么解决的?”江晟好奇地问道。
臧教授笑着道:“关于这一点,首先要感谢鹏城大学。”
“鹏城大学?”
“对。”
臧教授解释说,“之前,我们在进行第二轮融资时,鹏城国资委不是让我邀请一些教授,来鹏城大学吗,还说每年都会给予不低于10亿的专项拨款。
然后,我就邀请了几位比较熟的教授过来。
其中一位,发明了一种在模板表面镀超疏水涂层的自清洁模板,可以使缺陷率大大降低,原本15%的缺陷率,可以降低到5%。”
闻言,江晟忍不住感叹:“鹏城国资委的这钱没白花啊!”
“那是。”
臧教授自豪道,“这项成果确实很有效,但我们也不差。我们通过不断改进,打造了一个晶圆级的无尘室,将洁净度提升了10倍。”
“厉害!”
江晟竖起大拇指,将情绪价值给满。
臧教授愈发开心,乐呵呵的说道:
“另外,在模板材料上,我们通过向上面求助,竟然从军工系统,弄来一种新型材料。
这种材料,非常神奇,既像碳化硅基板一样,具有极好的热导率和抗弯强度,能承受更高频次的压印循环。
又有很强的化学惰性,具备与硅匹配的热膨胀系数,能让高温下压印稳定性提升50%。”
臧教授越说越兴奋,都有些停不下来:
“还有,我们研发了一种超耐磨抗粘涂层技术,通过利用化学气相沉积等技术,在模板表面镀制纳米晶金刚石层,使模板耐磨性提升了5倍以上。”
“还有吗?”
“还有!”
臧教授继续道,“还有在对准系统、压印工艺参数、模板的清洁度检测等方面,我们委托哪吒智能,定制了一套专门的AI控制系统,不但精准度很高,而且随着数据导入,会变得越来越高。”
最后,他总结说:“这一次技术突破,不是我们一家的功劳,是整合了很多外部力量,以及兄弟单位,共同实现的!”
“说得好!”
江晟轻轻鼓掌,鼓完掌忍不住询问:
“那现在,它能用来生产逻辑芯片吗?制程能做到多少?”
“生产逻辑芯片的话,10nm应该没问题。”
“10nm?”
“这是目前的水平。整套技术只是刚刚突破,还有很大的优化空间,等到明年5月,实现5nm应该没问题。到下半年,有望实现2nm。1nm的话,可能要到后年,甚至大后年。”
江晟吃了一惊:“从5nm到2nm只要半年?”
臧教授认真地点点头:“随着纳米压印技术取得突破,接下来我们要做的,主要是优化,包括新材料测试,以及收集数据。
半年时间,是我给出的,比较理想的进度。
如果在外面,我肯定不敢这样夸海口,但在这里,我觉得做到的可能性,还是非常大的。”
“那实际用作芯片生产呢?我是说,不是设备精度,而是实现2nm芯片量产要多久?”
“我说的就是芯片量产啊。”
臧教授诧异道,“你从晶圆级无尘室就应该知道,我说的不只是设备,而是整套方案。”
说着,他猛的想起一件事,连忙道:
“对了,纳米压印和传统光刻技术不一样,卖的不只是设备,而是一整套解决方案。
或许,我们还要成立一支,专门负责设计和打造晶圆级无尘室的团队。”
江晟:“……”
这意思是,原本高大上的莲蓬科技,要变成包工头?
好吧,这不重要。
重要的是,明年金橘就能推出5nm甚至2nm的手机芯片了。
而且是白菜价的那种。
都不用干到九块九包邮,什么阿斯麦,什么台积电,还有因特尔、英伟达、Amd、水果等大漂亮的一大堆科技公司,都得死!