電子競猜:給摩爾定律續命 EUV光刻暫難當大任

2019-12-25

  近年來,在半導體行業,極紫外光刻(Extreme Ultra-Violet,以下簡稱EUV光刻)成為備受眾多企業關注的光刻技術之一。

 

  

     前段時間,臺灣積體電路制造股份有限公司宣布,已采用7納米EUV工藝。今年,三星公司正式發布了7納米EUV芯片Exynos 9825,該公司稱此芯片將晶體管性能提高了20%至30%,將功耗降低了30%至50%。
  之所以備受關注,一個重要的原因是,有傳聞稱,EUV光刻有望成為摩爾定律的“救星”。
  半個多世紀以來,半導體行業按照摩爾定律不斷發展,由此驅動了一系列的科技創新。隨著芯片尺寸越來越逼近物理極限,摩爾定律在未來是否依舊奏效,成為現在全行業都在關注的問題。
  那么,這項技術能否為摩爾定律“續命”?它又是否已經到了最好的應用節點?針對上述問題,科技日報記者采訪了業內專家。
  將電路圖和電子元件“刻”到“底片”上
  在認識EUV光刻前,讓我們先來認識一下光刻技術。
  “其實,光刻技術跟照相技術差不多,照相是將鏡頭里的圖畫‘印’到底片上,而光刻是將電路圖和電子元件‘刻’到‘底片’上?!北本├砉ご髮W材料學院副研究員常帥在接受科技日報記者采訪時介紹道,在光刻工藝中,通常以涂滿光敏膠的硅片作為“底片”,電路圖案經光刻機,縮微投射到“底片”上。制造芯片,要重復幾十遍這個過程。
  “光刻技術的主要作用,就是把芯片上的線路與功能區做出來?!痹诎雽w行業工作多年的北京理工大學材料學院博士生孟令海對科技日報記者表示,利用光刻機發出的光,通過帶有圖形的光罩,對涂有光刻膠的薄片進行曝光,光刻膠見光后會發生化學反應,從而使光罩上的圖形印到薄片上,線路和功能區隨之顯現。
  常帥表示,在芯片加工過程中,光刻是其中一個重要的步驟,其甚至被認為是集成電路制造中最為關鍵的步驟,決定著制造工藝的先進程度。
  摩爾定律指出,芯片上可容納的元器件數目每隔18個月翻1倍,同時芯片性能每隔18個月提高一倍,而價格下降一半。
  “光刻技術的‘雕刻’精細度,直接決定了元器件、電路等在芯片上所占的體積。因而,光刻是決定芯片能否按照摩爾定律繼續發展的一項重要技術,如果沒有光刻技術的進步,芯片制造工藝就不可能從微米進入深亞微米再進入納米時代?!背浾f。
  孟令海向記者說,隨著芯片制造工藝由微米級向納米級發展,光刻機所采用的光波波長也從近紫外(NUV)區間的436納米、365納米,進入深紫外(DUV)區間的248納米、193納米。

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