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W1848周報

又到周末，到了每周吹逼的時間~上一周，我的朋友圈所有的人都在轉發國產光刻機的事情，一時間大家，包括我在內，就像是打了一管雞血一樣，為之一振。但是細細品位，還是還值得說一說的。我先說我自己的看法：大家不要想太多，這個光刻機和量產IC沒什麼關係，更不要說擺脫了XXX國，XXX公司的壟斷。但是還是要鼓勵一下，畢竟有總比沒有強，往前走一小步也是值得肯定的。

新聞回顧

長話短說，畢竟我們是一個有節操的賬號，不是新聞的搬運工。

我國成功研製出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻裝備，採用表面等離子體（surface

plasma，SP）技術。該光刻機由中國科學院光電技術研究所研製，其採用365納米波長光源，單次曝光最高線寬分辨力達到22納米(約1/17曝光波長)。如果結合超分辨光刻裝備項目開發的高深寬比刻蝕、多重圖形等配套工藝，實現了10納米級別的晶元。

光刻機哪些地方描述不合理

現代光刻機根據光源的發展大概可以分為4個世代。第一代是436nm 光源，第二代是365nm 光源。第三代是248nm 光源。第四代是193nm 光源。最新的EUV 是13.5nm 光源。但是由於現在還沒有一家公司實現EUV生產晶元量產，所以EUV先不算進去。

在這四代技術中，台積電今年的A12量產，雖然號稱是7nm技術，但是還是使用DUV技術，第四代光源193nm。EUV生產的7nm晶元應該再明年才會量產。反推回10nm晶元，也是使用193nm光源實現的。據我所知，不論是intel還是台積電，不論是三星還是GF，從來沒有人使用365nm光源來生產10nm晶元。這個新聞中，竟然使用365nm的光源來生產10nm晶元。這是需要多少次曝光，雙次曝光肯定不夠，難道要triple？quadruple？quintuple？

當然你也可以說，別人使用的是傳統技術，我們使用的是SP技術，有天生的牛x之處，就是能曝光出22nm晶元，你崇洋媚外。唉~我怎麼說呢，我們稍後再說這個SP技術（其實這項技術有很大缺陷的）。我就單純從這條新聞中的內容出發，我想說一句，如果看過10nm晶元的design rule，你就會知道10nm晶元的fin並不是10nm（其實在22nm一下，多少nm晶元只是一個數字而已，單個device的pitch和這個數字沒多大關係）。假設解析度真能達到22nm（這一條還是可信的，因為這是365nm光源的極限數字，再小就在物理上不可實現了）。要想曝10nm的晶元，單次曝光就妥妥的，為何要多次曝光？

你也可能會說，你不能以intel，三星，台積電的design rule來衡量我們國家自主研發的光刻機。如果這麼說的話，我還真不知道怎麼回答，因為現在只能拿這個參考。

能不能量產

在我的朋友圈裡，大家關於這個問題，有一致性的看法，就是離量產還太遙遠。

1，能不能曝光好

別的不說，就拿新聞中貼的這個圖片來說。

即使沒做過foundry的QR，做過fabless的QR看到這樣的曝光結果，肯定會把foundry給錘死，這麼歪歪扭扭，粗細不一的line，怎麼量產？生產線稍微有一點點的異動就可能造成quality，reliability問題，沒有任何一家客戶可以接受這些問題。

2，複雜圖形能不能曝光好

真正的IC的電路印刷是一個非常複雜的圖形，畫過layout版圖的都知道，IC電路不是一堆橫線和一堆豎線組成的，而是由很多複雜，甚至千奇百怪的圖形組成。做過fabless的都知道，時不時還偷rule，這也不是什麼秘密了。而且layout工程師還有可能在晶元上，貼上一些紀念意義的圖形，比如自己的名字。而且光刻機最主要的問題就是複雜圖形的光刻膠殘留等等問題。至少在現在的曝光能力來看，加上現在10nm晶元的高複雜度。不要說良率，可能quality這一關都過不去。

3，關於驗收是什麼意思

其實我對設備了解的不多。但是我和設備的兄弟整天扯淡也了解一些，我知道驗收是啥意思，特別是內部驗收。其實半導體設備中的驗收和我們理解的驗收不太一樣，不像是驗收房子，你驗收好了，下一秒就能住進去。半導體設備中的驗收的象徵意義要多餘實際意義，它只是驗證原理，請看好，是驗證原理。舉個例子吧，上海微電子裝備有限公司現在最先進的就是能夠生產90nm製程的光刻機。但是2016年就內部驗收了28nm光刻機。長春光機所在去年就驗收了32nm光刻機。然後就沒有然後了。

驗收只是一個能力的展示，而且大部分對於光刻機的內部驗收就是用最簡單的圖形，而不是用實際的IC製造，畢竟大家都知道IC生產不是光刻機一道工序完成的，而是由多道工序配合完成。而且第三方驗收（或者客戶驗收）比自己內部驗收要嚴格的多的多。即使驗收過了，也需要晶圓廠的量產驗證，這些是需要長時間的積累。

4，人家從來沒說過量產IC

我讀了原文不下5遍，原文從來沒說過要量產。甚至關於晶元，也只是說了一句模稜兩可的「未來還可用於製造10納米級別的晶元」。所以不要想多了。

SP技術有哪些缺陷

上文說到這台光刻機用的SP技術，SP技術的好處，當然是有的，而且還很顯眼，就是單次曝光的解析度特別高。但是也有它的天然缺點，就是不能生產（或者說不容易生產）大尺寸的晶圓。現在業內公認的就是SP技術能夠生產晶圓的最大尺寸極限就是6寸。而6寸晶圓在正常的IC發展中，是用來生產0.5um產品的。這就不能不引出一個成本的考慮。

用6寸晶圓來生產10nm晶圓，這個成本會高的嚇人。任何一家fabless的產品之所以從6寸到8寸，從8寸到12寸。不僅僅是為了追求更高的工藝。最主要的原因是降低成本。一片12寸晶圓雖然貴，但是它的產出高啊，一片晶圓在8寸廠用0.18um來生產，換成12寸廠後，假設還用0.18um生產，那就是多出一倍的晶元。何況12寸沒有0.18工藝，如果用最差的90nm工藝，又增加一倍的晶元。所以用6寸晶圓來生產10nm晶元。不知道哪家fabless能接受這樣的成本。

這不是最重要的，最重要的是，有沒有一整套體系來適配這個光刻機，比如光刻膠，後面的刻蝕機型，CVD，PVD機型等等，都要服務於這個光刻機。而現在的市場上，想買6寸的機型都買不到，就算買的到也不適合生產10nm晶元，因為根本就達不到這麼高的要求。舉個極端的例子，現在中芯國際要使用這樣的光刻機來生產10nm晶元。難道你要中芯國際把其他的機型都扔了，來使用這台光刻機？我覺得不太現實。

最關鍵的成本

我說的成本含有三個意義的成本，機器本身成本，生產成本和晶圓廠試錯成本。

機器成本：

研發一個光刻機是一回事，量產光刻機又是另外一回事。我們最容易做的就是集中所有資源來攻克一點，就像是研發原子彈一樣，這樣的模式實現起來還是比較容易的。但是如果實現量產，這個就比較難了，因為量產有一個很重要的過程，就是壓低成本。

我們無從知道中科院為了製作這樣一台光刻機需要多少錢，但是我們可以大概了解一下現在光刻機的行情價，ASML的193nm浸潤式光刻機，售價7500W美元，ASML的EUV是1.2億美元。有新聞說，這個光刻機的成本在1000W人民幣到2000W人民幣之間。如果真能做到這個成本來生產10nm晶元。我相信絕對可以冠絕全球。我也期望這一天快點到來。

生產成本：

我們在上面提到過在fab中一些其他機器適應的成本，所以這裡我們只說fabless的掩膜版成本。上面提到，如果想用365nm來生產10nm晶元，必須要多次曝光，我們就拿最基本的4重曝光來舉例。4重曝光就以為著多增加十幾道掩膜版。這十幾道掩膜版的成本是很高的，畢竟一道掩膜版就十幾萬美元，這傢伙，好幾百萬美元下去了。

還有最重要的，做過fab的人都知道，多一道掩膜版就意味著多一道風險，良率就會下降，因為有很多「塵埃」會進去。所以fabless不但承受著多十幾道掩膜版的成本，還要忍受著良率低的顯示。如果你是fabless的QR，sales肯定會氣炸。

試錯成本：

這一點主要是針對fab來講的，不單單是光刻機，任何一個半導體設備新廠商，新機型引入都會經過嚴格的檢測，審查。畢竟這東西，一出事肯定不是小事。就連ASML這樣的公司有新設備進入fab，fab也會經過最嚴格的檢測和試驗。通過之後才會應用。最重要的是，你以為一些關鍵設備或者原料的引入，是fab決定的?這個時候fabless是有話語權的。比如三星想引入一個新的原料，是要通過高通的QR審核的。要不然即使引入也不能生產高通的產品。

所以，對於fab來講，試錯成本是很高的，就看看國產光刻機能不能抗的住了。

主要用途是啥

上面聊了這麼多成本問題，覺得使用這個光刻機的成本會很高。那這個光刻機的用途到底是啥呢？根據新聞中講的，我能想到兩點，軍工和科研使用。

軍工產片大家都很清楚了，我在前面的文章中有聊到過（請戳這裡 又禁售！中國半導體路在何方？）成本不是重要的一方面。而且它也不在乎是多少寸晶圓，多少良率，即使一片晶圓只有一顆晶元能用也可以。但是他需要的是非常嚴格的quality。在這方面，這個光刻機是能滿足需求的。還有一個就是科研，科研晶元大部分也是驗證類型的，或者說原理性的。公司量產還是有很大差別的。

這個光刻機對中國半導體的意義是什麼

我認為這個光刻機對中國半導體還是有很大意義的，我們也是用實際行動打了很多國家的臉，我們也是能造出光刻機的。雖然現在還不能夠具體應用，但是也展現了實力，告訴我們所有半導體人，我們的半導體科研人員正在努力，這就夠了。我們作為使用者，也希望能儘快研究出世界先進的光刻機，這樣也不用受那些洋鬼子的氣。

但是，各種新聞，不要動不動就讓我們高潮，對一些半導體新聞過度解讀，能不能不要輕易寫"14億中國人民沸騰了","打破了國外壟斷","世界首創，世界首台"之類的話。我們高潮的時候，只是當時感覺很爽，但是卻是虛幻的爽。雖然大眾的記性比較差，過兩天就把這件事給忘了，但是也不要把我們弄高潮了就走人，我們也需要高潮過後的實際行動。

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我來這裡就是為了漲粉，當然如果你不加，我們還是朋友，一起吹牛~

Thanks ?乛?乛?

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