光刻机的窘境出现后,社会上各主体不断提高自己的研发力度,对关键技术进行发力。西方国家所掌握的光刻机研发有数十年历史和数十年的技术累积,使得国内并未取得很大的突破。但是,我国却找到了能够绕开光刻机生产芯片的技术,并生产出来了冰刻机。目前,冰刻机的技术难关均已被突破,量产也已经提上日程。
芯片最终实现量产,需要多个步骤,首先便是设计,这也是最简单的一个步骤。其次是使用光刻机进行生产,需要在很小的芯片上,焊接非常多的线路和导体,以及发挥各种功能的零部件,因此技术难度高,这也是最复杂的一个步骤。第三是封装,目前的封装工艺被三星和台积电所垄断,技术要求也相对较高。
西方国家所垄断的光刻机,便是当前芯片生产不可或缺的一个机器,也是解决芯片生产中最复杂步骤的关键设备。和平时我们所见到的焊接不一样,光刻机是通过对光元素的准确把握和聚焦,以此来进行焊接。并且,光刻机对光源的要求也非常高,需要短光。
而短光和我们目前所见到的光不一样,需要进行专业的仪器发射。西方国家就是掌握了极紫外光的发射技术,才掌握了光刻机的生产权。除了光源,光刻机的每一个零部件都需要非常高的准度和精度,不能出现一纳米的错误,否则就会导致芯片的流片。一颗芯片的造价非常高,如果出现流片,就会给一个公司带来巨额的损失。
不仅如此,光刻机的零部件还非常多,甚至比一些汽车上的零部件都要多,据悉,当前主流的光刻机所拥有的微小零件便超过了十万个。即使生产出了所有的零件,如果没有技术支持,也很难将这些零件正常的拼装。
由于光刻机自身的问题和各项程序的烦琐,国内在最近几年虽然加大了投资的力度,但一直没有取得很好的成效。反而,一个新的领域冰刻机却被研发了出来。根据西湖大学目前的研究成果来看,冰刻机目前的性能发挥比较好,已经能够生产出最初的芯片模型,取得了历史性的跨越。并且,冰刻机自身所拥有的特性,将超过当前的光刻机。
两者最大的区别在于所使用的焊接能源来源不同,以及焊接时所需要的承接物不同。光刻机,需要大量的光刻胶,并按照机器的调试,将大量的光集中在光刻胶上,并根据设置的程序进行焊接。
冰刻机是直接将冰放在了做盘上,通过电力来对芯片进行生产。在后续中,光刻胶不容易被清理,并且非常容易被清理,两者使用中的便利度有所不同。但是,冰刻机自身也拥有非常大的缺点,也是当前量产过后很难投入运行的一个重要原因。
冰刻机对温度的要求非常高,它在运行时,周围的环境温度根本不能高于零下140度,必须保持非常低的温度。并且,一旦投入运行之后,人工便不可以操作,因为其必须在一个没有空气的场合工作,否则会影响芯片所生产的效率和性能。
由于两者的生产原理不同,两者所实现的精准度也有所不同。光刻机的精准度非常高,目前所能够实现的量产芯片最低最小也有2纳米。对于冰刻机,从理论上讲它的精准度能够达到微米。国内的实验室也通过冰刻机生产了一个冰雕,冰雕的细节把握能够达到微米。仅从这一方面来看,我国所研发出来的冰刻机,可以说是未来芯片发展的主要趋势。
西湖大学能够取得如此高的成就,来源于其孜孜不倦的努力,和上千名科研人员的共同努力。目前,冰刻机已经进入了生产阶段,国内也能够形成非常高的才能。从这一方面来看,冰刻机在国内拥有实现量产的条件与可能,量产之后,将对世界范围内的光刻机市场重新洗牌。
结语
总而言之,国内的芯片行业受制于他人,久矣。需要打破行业的垄断,就必须打破光刻机的垄断,冰刻机的出现,也使得我们看到了希望。其他的被垄断行业也应该效法于此,通过大力的投资与研发,实现独立自主的目标。