如何看待大陸9nm光刻機樣機問世?
新聞鏈接:
大風號_文章頁?feng.ifeng.com不知道新聞是不是真的.
如果能量產9nm光刻機,是否意味著ASML的光刻機就要降價了?
以後電子產品是不是可以便宜點了?
機緣巧合，我剛好是這個實驗室畢業的，現在作為光刻工藝工程師，也接觸到了差不多是最先進的ASML NXT 系列光刻機，更先進的EUV還沒有見過；
先說結論，首先新聞中實現9nm解析度是真實的，但是對國內光刻機的研發貢獻非常有限，因為從實驗室理論實現到量產設備的研發成功相差實在太遠，而影響到ASML光刻機降價更是完全不存在的。
武漢光電國家研究中心之前還叫武漢光電國家實驗室，但是可能是國家對於國家實驗室的定位一直不明確，當時的一批國家實驗室也沒有達到標準，所以降級成立研究中心這樣的一個研究機構。武漢光電國家研究中心的研究領域是光電相關，光刻技術一直也都不是重點研究方向，所以這次是重點引入人才實現的，附上甘棕松教授的個人信息
甘棕松 中文主頁 華中科技大學教師個人主頁系統
個人簡介：甘棕松，男，教授，博士生導師。2008年本科畢業於南開大學物理學院, 2013年博士畢業於澳大利亞斯威本科技大學微光子學中心。2017年回國，甘棕松教授致力研究超衍射極限光學精密技術，重點研究激光微納製造新技術的開發和及其在新一代信息技術中的應用。涉及領域包括三維納米光刻技術的開發；三維半導體微納器件的激光製造及其應用；光學大數據存儲技術；激光3D微納列印；高密度微納電子器件的激光致冷技術；大型科學與工程裝置中的大數據軟體技術等等。其研究成果在三維晶元製造，光子晶元，大數據存儲，3D納米列印，仿生學等領域具有較強的國際影響力，並受到國際學術界、產業界和大眾媒體的多方關注。近五年來，以第一作者在Nature Communication、Science Advances、Applied Physics Letters、Optics Express等國際權威期刊共發表學術論文10餘篇，其中ESI高被引用論文1篇。合著書籍章節2章，專著1部。研究成果被Nature Nanotechnology、Nature Materials等世界頂級期刊專題評論，評論為「該方法使得（激光製造）的特徵尺寸和解析度突破了光的衍射極限」。此外，其在超衍射極限激光三維製造技術領域所取得的成果展示了單光碟1 PB（1000TB = 1,000,000 GB）存儲能力的技術飛躍，其相關研究成果被全球超過1000家新聞媒體報道和轉載。2014-2016年主持澳大利亞科學及工業教育基金（SIEF）項目1項（共41.1萬澳元），現主持和參與國家自然科學基金面上項目各1項。獲得2014年澳大利亞維多利亞州Victoria fellowship稱號，2017年湖北省楚天學子稱號。
從介紹看，確實是很不錯的研究成果，因此特意去找了下相關論文，其中實現9nm 解析度的成果在2013 年就已經發表在Nature Communication 上，
以下是與傳統光刻以及EBL(電子束光刻，也叫電子束直寫)的比較； EBL可以很輕鬆的達到較高的解析度，但是EBL速度非常慢，如果把傳統光刻類比成複印，那麼EBL就相當於手寫，因此EBL一般在半導體製造中只用於掩模版的製造，並不用於晶圓加工；
第二個是傳統的單束光光刻，實際解析度其實是小於100nm的，可以達到30nm級別，EUV則更小；
光刻的解析度可以由瑞利判據進行計算（Rayleigh criterion）：
Resolution= k1 *λ/NA
以目前主流的最先就的ASML 193nm immersion NXT 設備為例 (EUV 先不考慮)，λ= 193nm, NA =1.35, 為了保證足夠的工藝穩定性，一般要求k1&>0.3, 這樣計算的解析度約為38 nm;
我們造不出好晶元，是不是因為我們造不出頂級光刻機？?www.zhihu.com
第三個是甘棕松教授實現的雙束OBL，能力有限，光學原理不是很懂，下圖d中E插圖就是9nm特徵尺寸的實現：
除此之外，文中還特意提到了特徵尺寸和解析度的差異，對於單線條可以實現9nm的尺寸，那麼兩個線條之間的最小距離又能達到多少呢？ 文中給出的極限解析度是52nm, 事實上，如果線條之間的最小距離是52nm的話，9nm線寬並不能提高晶體管的密度，類似於木桶理論，那麼對於集成電路製造就沒有應用的意義了。
而最近新聞中報道的是下圖，看起來解析度好像也得到了提高，但是還沒有看到詳細資料因而不能證實；除此之外，實現高解析度光刻和是否可以應用於晶元製造又有很大差異，很多實驗室所能實現的超解析度都是完全規則的圖案，例如下圖中非常規則的格子或線條，
而實際集成電路所需要的是下圖這種複雜的電路連接，因此這種光刻原理是否能適應這種圖形要求還是存疑的，
畢竟有前車之鑒，這個是去年的新聞，也是被沒有職業道德的媒體所誤導的：
能造10nm晶元?國產超分辨光刻機解讀:差距仍很大-光刻機,..._快科技?www.baidu.com綜上，9nm線寬的光刻工藝是真實可以實現的，但是依我個人對原理的理解，暫時並不能用於晶元製造（如果有誤歡迎指正）；但是也並非沒有意義，新的方法的突破還是意義重大的，可能為以後晶元製造提供一個新的方向，此外還可能在其他微納領域發揮作用。
最後再來看下ASML實際量產的最新產品EUV設備吧，實際解析度可以達到13nm, 確實不如報道中的9nm解析度；但是這台設備確是貨真價實的量產設備，可以實現高解析度和高產出，並且用這台設備生產的晶元已經可以在市面上買到了，因此差異還是巨大的。
另外，在光刻機系統中，除了光學系統以外，還有大量的機械運動系統，測量系統，控制系統等等，因此就算是光學系統上突破，和ASML的差距依然還是十分巨大的，因此完全談不上影響到ASML的地步。
最後，對於國內學者在相關領域取得突破還是表示由衷的祝賀，而對於誇大事實，不顧真相的媒體致以鄙視。
這隻涉及光刻機其中一個模塊的技術，但是不能說沒有意義，實際上上海微電子裝備有限公司(SMEE)在國家專項扶植下在進行光刻機的研製，90nm已經在用了，65nm也做出來了，在開發28nm的產品。這個研究成果顯然是預先儲備，會進行工程完善的。
以前北航的高歌教授搞了個沙丘駐渦火焰穩定器，先用於仿製渦噴的改進，其實後來中國軍用航空發動機的加力燃燒室全是採用這個技術。
所以國內搞的科研成果也不全是騙錢的，也有不少有用的。不過話說回來，國內大部分科研成果為什麼不能進行工程轉換，很簡單，缺錢也缺人，你把初步的樣機做出來，然後把這個變成產品，還需要大量技術資源整合的工作。
華為能把土耳其教授的研究成果變成5G的專利，把俄羅斯數學家的研究成果立刻投入3G、4G，以至於5G的應用，背後是18萬華為員工組成的華為公司強大的技術整合能力。從這個方面看，中國像華為這樣的公司還太少了，國家資助的項目團隊綜合研發實力還是太欠缺。
看原文：據媒體近日的報道稱，武漢光電國家研究中的甘棕松團隊，採用二束激光在自研的光刻機上突破了光束衍射極限的限制，光刻出了最小9納米線寬的線段，另闢蹊徑突破了西方國家的「技術壁壘」。
只有這一句是正確的，光刻出了9nm線寬的線段。
跟光刻機沒有關係。
我看中國的產業新聞的習慣是，如果一項重大成果有如下特徵，要先當廢紙扔掉，最多以觀後效：
1。號稱技術先進突破天際，能夠打破歐美壟斷，但是不是趕快開足馬力生產悶聲發大財，而是先找國家部門各路專家開驗收會，評審會。
2。新聞稿中不說銷量，銷售額，只說通過國家驗收專家鑒定。
3。獲得這個獎哪個獎，聽起來NB到極點，卻沒有聽說任何後續技術轉讓。
說到底，華為在通信技術，無線技術方面，甩國內任何大學和國家重點實驗室幾條街，有沒有聽說過他們整天開驗收會評審會的？凡是這樣做的，都是拿國家投資忽悠的。就光刻機這事，二十年了，幾乎年內有突破，年年打破歐美壟斷，最後結果怎麼樣？你要是個公司，自己投巨資終於搞出個市場急需的產品，你是跑去邀請各路神仙給你開評審會，花大把精力填材料評獎，還是趕快打開銷路賺錢要緊？
過去幾十年，電子信息業幾乎所有重要的發明和創造，都來自於企業的研發中心和實驗室，是在商業競爭驅動下產生的。各路大學和國有機構，各種重大課題和經費，說白了就是國家花錢培養一些人才而已。打破美國的「卡脖子」靠的是更加市場化，而不是砸錢寄希望與這些大學和研究所。
光刻機用於產線有三大指標：線寬、套刻、產率。一般人只看到線寬，實際上，在滿足線寬要求的基礎上，套刻和產率才是重點。這個機器的套刻看不懂不評價，產率百分百是不夠的。
推薦閱讀：
