成立于 2002 年的俄罗斯公司 T-Platforms 曾在全球超级计算机排名中占据一席之地,2013 年,美国将其列入出口限制名单。
为了摆脱对 x86 架构的依赖,其子公司 Baikal Electronics 开发基于 MIPS 和 ARM 架构处理器,然而受限于本土芯片制造能力,不得不依赖台积电进行代工生产。2021 年,伴随美国新一轮的制裁,其芯片生产全面受阻。最终,受制裁及其他因素的影响 T-Platforms 宣告破产,其子公司也面临严重财务困境和重组压力。
芯片作为信息技术核心组件重要性不言而喻,而光刻机作为芯片制造中的核心设备,其精密程度决定芯片的制造能力,尤其是 EUV(极紫外光刻)技术更是当下生产先进制程芯片的关键工艺。其中,ASML 凭借先进 EUV 技术在全球尖端光刻机市场占据主导地位。
美国制裁和技术封锁让俄罗斯获取先进半导体生产设备变得异常困难,加速了俄罗斯启动自主研发 EUV 光刻机项目的进程。
就在近日,据 CNews 报道,俄罗斯公布了自主研发 EUV 光刻机的路线图,目标是开发比 ASML 更便宜、更容易制造的光刻机设备。
(来源:CNews)
据报道,这项光刻机开发项目由俄罗斯科学院微结构物理研究所(IPM RAS)的 Nikolay Chkhalo 领导,旨在打造“高性能 X 射线光刻发展新概念”,制造出兼具性能和成本优势的 EUV 光刻机,与光刻巨头 ASML 相竞争。
报道指出,俄罗斯自研光刻机采用的是波长 11.2nm 氙基镭射光源,取代 ASML 基于激光轰击金属锡液滴产生 EUV 光源系统,而 ASML 的 EUV 光刻机采用波长 13.5nm 极紫外光源。
需要注意的是,波长从 13.5nm 到 11.2nm,尽管两者都属于极紫外线光谱范围,但这却远不只是一个细微的调整,波长的变化带来了深远的影响,从反射镜到涂层,从光罩的设计到光阻剂的选择,所有关键的光学组件和材料都需要根据新波长进行定制设计和优化处理。
与此同时,为了适应该新工作波长和保证系统的整体性能和效率,相关的镭射光源技术、光阻化学工艺、污染预防措施以及其他一系列支持技术也都需要经历重新设计的过程,以确保在 11.2nm 波长下有效运行。
据报道,由于传统光刻技术需要使用定制光掩膜以获取图像(ASML 的 EUV 光刻机采用极紫外光),而俄罗斯计划自研的 EUV 光刻机无需光掩膜即可以直写光刻,因此无论是经济成本还是时间成本方面都更具优势。
报道中还提到,俄罗斯自研光刻机还可使用硅基光阻剂,预计能够在较短波长下带来更好的性能表现。
“11.2nm 波长能够将分辨率提高约 20%,不但可以带来更精细的细节,同时还可以简化设计并降低光学元件的成本。”Nikolay Chkhalo 指出,“除此之外,这种设计能够显著减少光学元件的污染,延长收集器和保护膜等关键零件的使用寿命。”他补充说。
(来源:CNews)
然而 11.2nm 波长与现有的以 13.5nm 波长为基础 EUV 架构与生态系统并不兼容,这就意味着俄罗斯还需要自主开发光刻生态系统,预计可能需要花费十年甚至更长的时间,其中包括对现有的电子设计自动化(EDA)工具进行重新设计。
尽管现有的 EDA 工具仍然还可以完成逻辑合成、布局和路由等基本步骤,但涉及曝光的关键制程,包括光罩数据准备、光学邻近校正(OPC)和分辨率增强技术(RET)等,则需要重新校准或升级。
据报道,对比 ASML 的 EUV 光刻机,俄罗斯自研光刻机的晶圆制造产能仅为前者的 37.5% 左右,但由于光源功率更低(仅为 3.6kW),因此可以应对小规模的芯片生产需求。
(来源:CNews)
报道中提到,俄罗斯自研光刻机的开发计划将分为三个阶段:
第一阶段,技术理论。重点是围绕基础研究、关键技术识别与初步元件测试,包括具有实验设计要素的研究工作,计划创建关键的光刻技术,找出所有关键技术中的主要问题并提出纠正技术解决方案的建议,此外还计划列出解决下一阶段所需的设备清单。
第二阶段,实验验证。制造用于测试的实验光刻设备,开发集成多镜头投影系统及多千瓦激光器,用于测试 8/12 寸晶圆工艺。目标则是制造出 8 寸晶圆产能达到 60 片/小时的光刻机原型机,并整合至俄罗斯国内芯片生产线,以及接下来用于工业应用光刻机的可行性研究。
第三阶段,规模量产。目标是开发出一整套可供工业应用的高性能光刻机系统,12 寸晶圆产能达到 60 片/小时,并在俄罗斯组织大规模生产。
报道指出,俄罗斯自研光刻机开发路线图并未提及各个阶段具体的时间安排,目前也尚不清楚该光刻机将支持哪些制程技术。
参考资料:
https://www.cnews.ru/news/top/2024-12-13_v_rossii_razrabotali_dorozhnuyu
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