Найскладніша перешкода

Розділ 253. Найскладніша перешкода
 

Проблеми у виробництві літографічної машини полягають у трьох найважливіших компонентах: джерелі світла, подвійній платформі для заготовки та літографічній лінзі.
Без сумніву, Китай був найкращим, коли справа дійшла до виробництва джерел світла. Це можна зробити з їхньої лазерної зброї, яка, очевидно, була набагато досконалішою, ніж у Америки.
Крихітне маленьке джерело світла було шматком пирога для вчених Китаю.
Платформа з подвійною заготовкою була трохи важчою. Було сказано, що платформа з подвійною заготовкою, розроблена ASML, була заснована на двигуні з магнітним підвісом. Контроль руху фоторезисту було відточено до високої точності 2 нанометри. Це значно підвищило точність і ефективність обробки чіпів.
Іноземні фахівці нахабно заявляли, що «жодна інша організація не зможе виготовити таку передову подвійну платформу».
Однак менш ніж через 5 років команда вчених розробила подвійну платформу для заготовки з фоторезистом для контролю руху приблизно 2 нанометри, який успішно пройшов перевірку.
Завдяки цьому їхні основні технологічні показники наздогнали технологічні стандарти закордонної фотолітографічної машини з подвійною платформою.
Китай також підкорив платформу подвійної заготовки.
Нарешті, це був об’єктив фотолітографічної машини. В останні роки Китай пережив швидкий прогрес у галузі оптичних лінз. Навіть оптичні супутники виробництва цивільної компанії мали роздільну здатність до 0,5 метра. Він міг забезпечити панорамний вид на авіаносці, військові кораблі та транспортні засоби на землі. Навіть літак, який злітав, можна було зняти на відео. Відео запуску ракети мало чіткість, яка була просто неймовірною.
Якщо характеристики оптичних лінз для цивільного використання такі неймовірно хороші, то лінзи, розроблені для військових, мабуть, не з цього світу.
Це відображало прогрес Китаю у галузі оптичних лінз.
Природно, лінзи для фотолітографічної машини не були проблемою для вчених Китаю.
Таким чином, три основні компоненти джерела світла, платформа з подвійною заготовкою та літографічна лінза вже були освоєні Китаєм.
Це стало причиною того, що ASML припинив продаж фотолітографічних машин для Китаю. Жорстка ізоляціоністська політика лише змусить Китай досягти прориву в секторі фотолітографії швидше.
Навіть ручний кролик захоче вас убити, якщо його загнати в кут.
Літографічні машини Китаю не наздогнали найпередовіший рівень у зарубіжних країнах. Однією з причин було те що частка ринку твердо контролювалася; друга причина полягала в тому, що, використовуючи той самий технічний шлях, що й ASML, вони неминуче порушили б права інтелектуальної власності ASML, що призвело б до патентних позовів.
Крім того, продаж певного необхідного обладнання у Китай було заборонено.
Тому розвиток вітчизняної фотолітографічної машини застопорився.
Попри це, Інститут оптоелектроніки Китаю розробив нову машину для фотолітографії, щоб обійти іноземні патентні бар’єри.
Нанолітографічна машина з суперроздільністю.
Цей тип фотолітографічної машини повністю відрізняється від традиційного фотолітографічного обладнання. З джерелом майже ультрафіолетового світла з довжиною хвилі 365 нм максимальна роздільна здатність лінії за одну експозицію становила 22 нанометри. У поєднанні з технікою багаторазового опромінення його можна використовувати для виробництва мікросхем 10 або 9 нанометрів.
Це обладнання для фотолітографії використовувало ультрафіолетове світло, яке мало більшу довжину хвилі та було більш поширеним, щоб завершити фотолітографію у звичайному середовищі. Це означало, що вітчизняні фотолітографічні машини могли створювати фотолітографію з високою роздільною здатністю, використовуючи дешевші джерела світла.
Їхні виробничі витрати становили менше половини ASML, можливо, навіть лише десяту частину виробничих витрат AMSL.
Цей прорив у технічному принципі був схожий на будівництво тунелю через гору, коли інші будували дороги на тій самій горі.
Однак, якою б чудовою не була машина для нанолітографії, вона все одно мала критичний недолік.
І це був надто довгий час експозиції.
Особливо це стосується сектору виробництва мікросхем. EUV-фотолітографічна машина могла виконати своє завдання протягом 15 секунд після експозиції, але нанолітографічній машині знадобилося більше 10 днів.
Більш чітким порівнянням було б те що традиційна літографічна машина робила фотографію безпосередньо, тоді як нанолітографія з її надроздільністю використовувала ручку та повільно малювала картинку... різниця в ефективності була величезною.
...
Shanghai Microelectronics.
Чень Джин прийшов у компанію для розслідування та досліджень. Він побачив 22-нанометрову нанолітографічну машину з надвисокою роздільною здатністю та послухав вступ генерального директора компанії Чжана Юміна.
— Ви кажете, що на такому хорошому обладнанні не можна виробляти мікросхеми. Чому ні?
Чень Джин нахмурився. Це було дуже шкода.
— Це не те що це неможливо, це надто повільно! Ми продумали різні способи підвищення ефективності його впливу. Однак, щоб вивести шаблон, потрібно п'ять днів. Ефективність є невеликою частиною традиційної літографії, що повністю нівелює нашу цінову перевагу. Він підходить лише для деяких невеликих ринків, таких як мікросхеми для військового використання, оптичні пристрої, високоточні решітки, матриці фотонних кристалів тощо. Ми продали більше десяти одиниць наших фотолітографічних машин із високою роздільною здатністю компаніям у цих секторах.
Чжан Юмін похитавши головою, сказав. — Однак, коли йдеться про масове виробництво чіпів, ми можемо лише слідувати книжці та вдосконалювати традиційну машину для фотолітографії.
В даний час 10-нанометрова фотолітографічна машина Shanghai Microelectronics базується на імерсійній літографії, яка використовує джерело світла 193 нанометра. Але вартість виробництва була надто високою, і вони не мали конкурентної переваги на ринку. Крім того, вони також стикалися з патентними бар’єрами, представленими ASML. Тому вони навіть не були представлені на ринку.
Співпрацюючи з багатьма вітчизняними організаціями, Shangwei Electronics зробила ряд проривів у EUV літографії. Однак вони також зіткнулися з багатьма проблемами щодо патентів.
Справа не в тому, що Китай не зміг зламати монополії постачальників багатьох високотехнологічного обладнання. Просто вони були заблоковані патентними бар’єрами.
Чень Джин запитав. — Чи є у вас ідеї щодо підвищення ефективності експозиції, щоб вона була на рівні з традиційним фотолітографом?
Він вважав, що фотолітографічна машина з надвисокою роздільною здатністю має чудові перспективи. Вони повинні продовжувати її розвивати та використовувати в масовому виробництві мікросхем.
— Так, у мене є спосіб, але реалізувати його надто важко. Це майже неможливо втілити в реальність із нашим поточним рівнем технологій.
— Розкажіть спочатку про свою ідею.
— Ми хочемо збільшити кількість «ручок» і зменшити розмір лінзи! 10 000 мікролінз буде вбудовано в літографічний об’єктив розміром з великий палець, що дозволить цим мікролінзам працювати одночасно. Це завершило б фотолітографію інтегральної схеми.
Чжан Юмін похитав головою. Але, побачивши серйозний вираз обличчя Чень Джина, він продовжив. — Внутрішня структура чіпа нескладна. Кожна матриця має однакову структуру, і кожен транзистор також однаковий. Таку ж роботу можна виконати одночасно з 10 000 мікролінзами. Це значно прискорить ефективність фотолітографії з надвисокою роздільною здатністю.
— Якщо такий літографічний об’єктив можна виготовити, ми можемо об’єднати 10 наборів або навіть 100 наборів фотолітографічних лінз у літографічний апарат із високою роздільною здатністю та продовжити фотолітографію на пластині діаметром понад 100 дюймів із 100 000 або навіть 1 мільйон мікролінз, що працюють одночасно, загальна ефективність процесу фотолітографії може значно перевищити традиційну літографію!
— Але це надто складно. З нашими нинішніми промисловими виробничими можливостями нам потрібно щонайменше 20 років або більше, щоб виготовити такий тип фотолітографічних лінз,
Проблема полягала в тому, що через 20 років вартість традиційних літографічних машин також знизилася з удосконаленням промислових технологій. Нанолітографія з надвисокою роздільною здатністю все одно не матиме очевидних конкурентних переваг. Перспективи її були хороші, але не судилося стати великим успіхом.
Чень Джин запитав із блиском в очах. — Отже, головна проблема — це об’єктив, так?
— Так, головна перешкода — об’єктив.
Чень Джин сказав, — Це легко. Проблема лінзи зовсім не складна. Компанія Xing Hai Technologies може надати вам описаний вами об’єктив.
Чжан Юмін почав кивати.
Він раптом завмер.
Він повернув голову і подивився на Чень Джина з подивом!
Він тупо запитав. — Президенте Чень, що ви сказали?