光刻机的发展历程

fordies1

在芯片制造行业，有一款任何国家都无法绕开的设备——光刻机。
2 N, r- M! `4 _( R4 l
4 Q2 B5 K8 d, K% y* F! u4 w  A+ o& ^$ V    光刻机的本质其实与投影仪加照相机差不多，以光为刀，将设计好的电路图投射到硅片之上。你也可以想象成雕刻机，成为一种以光为刀，在晶圆上飞舞的舞者。
9 I( L4 I9 y  s- V$ M/ I; t6 a. X5 F
    在芯片制程还停留在微米阶段时，能做光刻机的企业，有非常多家，而日本尼康之前有做过照相机，借以半导体兴起的大势，发展成光刻机行业的翘楚。

  V, U8 G: k; F    尼康只用了四年时间研发光刻机之后凭借先进的技术抢占了百分之三十的市场份额。美国一些大公司排着队想要购买他的光刻机设备，就像我们国内芯片生产厂商想购买荷兰的设备一样，如饥似渴。
1 m7 B! c8 B5 W/ y3 M& }
: Z% q: z4 d& i/ f    几十纳米的光刻机其实制造起来并不是那么难，阿斯麦几十个人就可以进入这个行业，他们靠着从各处买回的零件组装出不是那么难的光刻设备。而尼康则是所有零件自给自足。
/ C% n+ _: ^+ |7 `) Q# y
    技术的革新往往伴随着血与火的厮杀，尼康的衰落，始于那一回光源干刻法与光源湿刻法的技术之争。
/ Q# [, @& X5 `2 x- K
    在尼康沾沾自喜之际，美国盟友阿斯麦猥琐发育并且一举打败了处于优势地位的尼康公司。

    上世纪九十年代，光刻机的光源波长只能做到193nm，不能再雕刻集成度更高的芯片，这成为了光刻机和芯片产业继续发展的瓶颈。

    和所有的守擂者一样，尼康公司主张在之前193nm的基础之上，采用157nm的 F2激光，走保守路线。

2 B4 x' u, F' o9 y& L; C5 ]7 C    而新来的挑战者认为要将上一届的卫冕冠军打下来，必须出奇招，他们极力推崇极紫外技术，采用十几纳米的极紫外光。
$ |$ }% \) {: H( c8 W* x
) z' r, |% W( u9 W+ W6 s1 P2 K+ \    当然，这些技术的瓶颈摆在那里，要想突破都并非易事。

    这时候台积电一个叫做林本坚的天才工程师出现了：

, R7 o) b# {3 \( l3 V    林本坚拿着他的“沉浸式光刻”方案，跑遍美，日，德等国，游说各个厂商，但都吃了闭门羹。

    尼康为了稳妥选择了保守的157nm方案，却没意识到背后这位天才的方案直接越过了157nm。
; x5 S7 I, g% o+ ^
    而当时尚是小角色的阿斯麦没有像尼康一样的偶像包袱，他们用赌徒的心态押注浸润式技术。于是和林本坚一拍即合，仅用一年时间，做出样机并获得了IBM和台积电等大客户。
1 T; F& B, o% {, }8 u: A
    尼康晚了半步，失去了原有的合作伙伴。
8 p, b) m; v2 c" [% {5 A0 x0 e
6 ^- `$ I+ A" P5 P$ P    然而这只是尼康噩梦的开始。
' `' a0 a. w5 x4 c+ M" E; t
    其实早在1997年，美国为了保住自己的光刻机芯片产业将尼康挤出EUV LLC（美国科研届联盟），没有先进技术理念的支撑，这就已经注定了如今光刻机市场一家独大的结局。

    至于为什么尼康会被排除出EUV LLC是当时美国的一份调查报告起了作用认为日本如果发展该项技术会把它带回日本本土，美国将会失去这项特别重要的产业，美国当然不同意被日本锁喉。
2 p0 O7 x& w9 E+ c; c
    而荷兰的阿斯麦表现出了一个小弟应有的特质。

    为了表现示自己的诚意，阿斯麦要求在美国建立一所工厂和一个研发中心，美国欣然接受。另外，还保证大部分的零件均从美国采购，并接受美国方面的定期审查。这也是为什么美国能够限制阿斯麦将设备卖往中国的原因了。

几年的时间里，EUV LLC的研发人员发表了无数论文，EUV技术得到了极大的发展，小弟阿斯麦坐享其成。

6 A) d, c+ z5 d+ M% n    阿斯麦不仅仅能在EUV LLC接触到最前沿的技术研究论文，此外还享受到了美国研发的EUV光源，这大大的促进了它的发展。表面看是阿斯麦的崛起，但它身后的美国影子才是它发展壮大的原因。

    而尼康没有办法接触到这些先进的技术，只能闭门造车，技术发展极为缓慢。再加上原来的客户盟友的倒戈，巨资入股阿斯麦，尼康EUV望洋兴叹，最后只能像尘埃一般湮没于历史之中。

0 Z# p0 y1 M: [, [+ R, u' M3 ]
. a$ |/ x6 H- p: X2 ~9 H

QqWw11

本质其实与投影仪加照相机差不多