關(guān)于“中國研制成功世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備”的新聞已經(jīng)過去好幾天了,新聞的熱度與這天氣一樣,慢慢轉(zhuǎn)涼。筆者擁有多年研究新媒體標(biāo)題的經(jīng)驗,一看這個標(biāo)題,頓覺“妙哉”。從第一個詞開始,處處都透露著高點擊量元素,成就了互聯(lián)網(wǎng)上一出熱鬧非凡的奇葩說。
沒錯!這里的奇葩說就是綜藝節(jié)目“奇葩說”。據(jù)說,“奇葩說”擁有中國頂尖辯手,正反觀點都有顛覆你原本價值觀的沖擊力。筆者一直在想,如果奇葩說來一次“國產(chǎn)超分辨力光刻機(jī)到底牛不牛”的辯題,那到底會是怎樣的場景和結(jié)局?
辯題背景:中科院光電所超分辨光刻裝備項目組經(jīng)過近7年艱苦攻關(guān),突破了多項關(guān)鍵技術(shù),完成國際上首臺分辨力最高的紫外超分辨光刻裝備研制,其采用365納米波長光源,單次曝光最高線寬分辨力達(dá)到22納米,結(jié)合多重曝光技術(shù)后,可用于制造10納米級別的芯片。
主持人:“這件事想必大家都已經(jīng)聽說,關(guān)于中國半導(dǎo)體發(fā)展行情來看,設(shè)備領(lǐng)域絕對是一塊讓人揪心的地方。在今年的2018中國集成電路創(chuàng)新應(yīng)用高峰論壇上,SEMI中國區(qū)總裁居龍給出了一張去年全球前10的IC設(shè)備廠商排名,且營收增長驚人,但是排名中無一中國廠商,并且中國本土廠商的半導(dǎo)體設(shè)備只占全球市場份額的1~2%。顯然,此次國產(chǎn)超分辨力光刻機(jī)的誕生讓人們聞之便可顱內(nèi)高潮。
與此同時,有不少業(yè)內(nèi)人士直呼“吹牛”,對技術(shù)和非技術(shù)方面提出了很多質(zhì)疑,但真牛還是假牛?一切都不好說,先請現(xiàn)場100名半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士做出投票。
我們可以看出,選擇“假牛”的有95票,相信“真牛”的僅僅只有5票。怎么說呢?看來你們半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士真的無情。寧可信其無、不可信其有。廢話不多說,我們進(jìn)入辯論環(huán)節(jié)。”
正方一辯:作為正方一辯,看到這樣的初始投票結(jié)果,我頓覺壓力山大。既然在座的都是業(yè)內(nèi)人士,為什么就不能相信國產(chǎn)技術(shù)呢?驗收專家組都說了:‘該光刻機(jī)在365納米光源波長下,單次曝光最高線寬分辨力達(dá)到22納米。項目在原理上突破分辨力衍射極限,建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發(fā)新路線,繞過國外相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)壁壘。’這里面有人挑出刺嗎?
再者,難道大家不相信中科院光電所的實力?在1970年,該所就建立了,是中國科學(xué)院在西南地區(qū)規(guī)模最大的研究所。建所以來,光電所在自適應(yīng)光學(xué)、光束控制、微納光學(xué)等領(lǐng)域取得了多項重大成就,先后取得包括國家科技進(jìn)步特等獎在內(nèi)的540余項科技成果,申請專利900余件,授權(quán)專利470余件,發(fā)表論文4500余篇,在2016和2017年度連續(xù)兩年榮獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎。這不是我吹牛,這是官網(wǎng)實打?qū)嵉陌准埡谧帧?/p>
不服的,可以再搜一搜光電所研究員、項目副總設(shè)計師胡松的資料,實力還是值得肯定的。也許大家都習(xí)慣于‘國產(chǎn)設(shè)備落后’言論,就聽不得‘站起來’的任何只言片語嗎?于情于理,至少說明國內(nèi)科研人員在不斷的付出努力,我們?nèi)〉靡稽c成就不都能相信,那未來更高的成就,科研人員還有信心去努力嗎?”
主持人:正方一辨在最后一段宣泄情緒的過程,拉了不少票數(shù)。從尷尬的5票變成了15票,不過目前情況依舊很危機(jī),要從無情、冷酷的半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士面前拉票,難度真的很大。下面有請反方一辯。
反方一辯:主持人說的沒錯,我們業(yè)內(nèi)人士是無情的,什么叫無情?就是只有真實的東西才能打動我,掀情緒是沒有任何作用的,只能讓人覺得你在尬吹。既然題目是‘真牛’還是‘假牛’?那我們要弄懂什么是牛?
目前來說,牛就是這件設(shè)備能徹底幫助國產(chǎn)芯片。而我們能靠此實現(xiàn)嗎?顯然暫時還不行。其實早在十幾年前,國際上開始對表面等離子體(surfaceplasma,SP)光刻法感興趣。中科院光電所從2003年開始研究,是較早出成果的一個團(tuán)隊。澎湃新聞采訪了光電所的科學(xué)家楊勇,他表示,‘所謂SP,拿一塊金屬片和非金屬片親密接觸,界面上有一些亂蹦的電子;光投影在金屬上,這些電子就有序地震蕩,產(chǎn)生波長幾十納米的電磁波,可用來光刻。但這種電磁波很弱,所以光刻膠得湊近了,才能刻出來。且加工精度與ASML的光刻機(jī)沒法比。刻幾十納米級的芯片是沒法用SP光刻機(jī)的,至少以現(xiàn)在的技術(shù)不能。’
所以想刻芯片,壓根不成立,何談打破壟斷一說?TechSugar曾經(jīng)采訪過半導(dǎo)體設(shè)備的業(yè)內(nèi)人士:‘ASML研發(fā)投入的資金非常巨大,一個型號的改進(jìn)升級,所投入的錢就是我們研發(fā)投入的十倍。’本來就落后的IC設(shè)備業(yè),在資本投入上有差距很大,想要談突破、打破,有點癡心妄想了。
主持人:反方一辯果然實力強(qiáng)勁,從技術(shù)角度的分析的確打動了現(xiàn)場很多業(yè)內(nèi)人士的心,本就不太樂觀的正方,只剩下了1票。接下來該怎么辦呢?
正方二辯:看來這次辯論,我們正方壓力真的是大到了極致。那好,既然要說技術(shù),我們就談技術(shù)。
“365nm的光源,單次曝光線寬可達(dá)22nm”雖說22nm指標(biāo)雖然很棒但是業(yè)界早就做過了,到底哪里厲害呢?所以關(guān)鍵是用365nm的光源單次曝光做到22nm,懂點光學(xué)的就知道這意味著什么:打破了傳統(tǒng)的衍射極限。所以在我看來,這臺機(jī)器最大的價值是驗證了表面等離子體(SP)光刻加工的可行性。
這臺SP光刻機(jī)與ASML光刻機(jī)對比怎么樣呢?舉個不恰當(dāng)?shù)睦影桑@就像是初期的槍械與最厲害的弓箭的對比。早期槍械,比如火銃,無論是射擊精度還是射擊距離都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上厲害的弓箭,但是如今的狙擊槍早已把弓箭甩開十萬八千里了,這就是原理性的勝利。
在光刻方面,ASML這些年來主要的研究方向就是利用更短的波長(近紫外-深紫外-極紫外)、增大數(shù)值孔徑(更復(fù)雜的物鏡、液體浸沒)。但是每進(jìn)一步都變得更加艱難,對系統(tǒng)設(shè)計、加工裝配、誤差檢測等等諸多方面都提出了更為苛刻的要求,成本也越來越高昂。而表面等離子體指的是一種局域在物質(zhì)表面的特殊的電磁波,隨著離開物質(zhì)表面距離的增大迅速衰減,一般認(rèn)為波長量級以上的區(qū)域就不存在了。
(來源見水印)
更為神奇的是,雖然表面等離子體波是由其他電磁波激發(fā)的,但是波長會被極大地壓縮,而壓縮的比例取決于材料的電磁性質(zhì)等參數(shù)。
(來源見水印)
這就意味著,利用表面等離子體波進(jìn)行光刻時,從原理上就不在受到傳統(tǒng)衍射極限的限制了。
所以說,你覺得我們應(yīng)該按照ASML的老路重新過一遍,還是另辟蹊徑通過新原理彎道超車呢?
這里關(guān)于技術(shù)的分析,是一名在知乎上自稱該課題組主導(dǎo)研發(fā)的人員,所說這位答主沒有參與這個方向研發(fā),但據(jù)他所說該項目從原理提出、項目立項到裝備最終驗收通過,前前后后有十幾年的時間。難道就不值得我們尊敬嗎?
主持人:嚯……厲害了,正方二辯一系列的回答直接把票數(shù)拉到了50票,看來業(yè)內(nèi)人士很吃技術(shù)分析這一套。本以為沒有任何希望的正方,現(xiàn)在與反方站到了同一分?jǐn)?shù)上。現(xiàn)在局面就越發(fā)有意思,當(dāng)然最后反方二辯的回答顯得非常重要。不過,剛剛得知反方二辯要放棄自己的答辯機(jī)會,直接進(jìn)入開杠環(huán)節(jié),希望直接一錘定音。
看來這位選手是信心十足,在目前這種情況下選擇開杠,是不是太魯莽了一點呢?我們還是看開杠的結(jié)果,請正反二辯走到開杠臺。
“你憑什么認(rèn)為這次突破是吹牛呢?”
“本次辯題說的僅僅是真假牛叉,而想要真牛,卻沒有應(yīng)用到芯片領(lǐng)域,何談?wù)媾#俊?/p>
“真牛就是剛剛我提到的,并沒有按照ASML老路在走,直接另辟蹊徑,這是科研人員努力付出得到的結(jié)果。”
“ASML從一開始誕生就有兩個字圍繞著它,那就是砸錢。而且為了推動EUV光刻技術(shù)的發(fā)展,英特爾、三星、臺積電都向ASML投資了大量資金。如此金錢的加持下,國產(chǎn)怎么比?”
“此前也提到,中國本土廠商的半導(dǎo)體設(shè)備只占全球市場份額的1~2%,只要在設(shè)備業(yè)有突破就是真牛,至少獲得了和歐美技術(shù)交換的基礎(chǔ)。這一切都是良好的開端,這才是背后巨大的價值。”
“然而中國半導(dǎo)體的發(fā)展,并不是高調(diào)的宣傳,而是冷靜的發(fā)展,沒有特別大的成果之前,最好保持低調(diào),少談牛叉。”
“正如你所說,我們需要低調(diào),而讓你覺得高調(diào)的僅僅是被眾多媒體宣傳蒙蔽了視野罷了,在中國科學(xué)院光電所的網(wǎng)站上,標(biāo)題也僅僅是‘我國新一代超分辨光刻機(jī)通過驗收’,一篇轉(zhuǎn)自中國科學(xué)報的文章。其實既然沒有得到大范圍應(yīng)用,宣傳本就沒有意義,而只是外界輿論擴(kuò)大而已。”
“道理我都懂,但不能用在集成電路領(lǐng)域,怎么能說牛呢?”
“……”
主持人:時間到,雙方辯手都做了很有力的陳詞,但結(jié)果已經(jīng)一目了然,反方以1票的優(yōu)勢贏得了這次比賽,我們恭喜反方的辯手們。
(備注:近日國產(chǎn)光刻設(shè)備的話題在網(wǎng)絡(luò)爭吵激烈,一個所謂的國產(chǎn)突破總是要經(jīng)歷這樣的過程,先媒體放大,隨后經(jīng)過業(yè)內(nèi)人士指正,最后不同立場的人給出各色想法。本期爭論的結(jié)果并不重要,我們在知道真相之前,還是需要保持質(zhì)疑的態(tài)度。)
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原文標(biāo)題:一場“國產(chǎn)光刻機(jī)”的奇葩說
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