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国产光刻机的高光时刻:1972年

1972年,武汉无线电元件三厂编写的《光刻掩膜版的制造》32开66页,证实中国芯片光刻工艺研究的起步时间,比美国稍晚,跟日本差不多同时起步,比台韩早了10年。


1972年武汉无线电元件三厂

1964年中国科学院研制出65型接触式光刻机;1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩膜工艺;清华大学研制第四代分部式投影光刻机,并在1980年获得成功,光刻精度达到3微米,接近国际主流水平。而那时,光刻机巨头ASML还没诞生。

然而,中国在1980年代放弃电子工业,导致20年技术积累全部付诸东流。1994年武汉无线电元件三厂破产改制,卖副食品去了。


我国光刻机研制历史
1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。1970年代,中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。1972年,武汉无线电元件三厂编写《光刻掩模版的制造》。1977年,我国最早的光刻机-GK-3型半自动光刻机诞生,这是一台接触式光刻机。
1978年,1445所在GK-3的基础上开发了GK-4,但还是没有摆脱接触式光刻机。1980年,清华大学研制第四代分步式投影光刻机获得成功,光刻精度达到3微米,接近国际主流水平。
1981年,中国科学院半导体所研制成功JK-1型半自动接近式光刻机。1982年,科学院109厂的KHA-75-1光刻机,这些光刻机在当时的水平均不低,最保守估计跟当时最先进的canon相比最多也就不到4年。
1985年,机电部45所研制出了分步光刻机样机,通过电子部技术鉴定,认为达到美国4800DSW的水平。这应当是中国第一台分步投影式光刻机,中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。
但是很可惜,光刻机研发至此为止,中国开始大规模引进外资,有了"造不如买”的思想。光刻技术和产业化,停滞不前。放弃电子工业的自主攻关,诸如光刻机等科技计划被迫取消。
九十年代以来,光刻光源已被卡在193纳米无法进步长达20年,这个技术非常关键,这直接导致ASML如此强势的关键。直到二十一世纪,中国才刚刚开始启动193纳米ArF光刻机项目,足足落后ASML20多年。
进入二十一世纪, 光刻机研发重新被国家所重视,并于2002年成立SMEE(上海微电子),“我们现在做这个东西,难度不亚于生产大飞机,影响力不低于当初研究原子弹。”2002年,刚刚成立的SMEE上海微电子装备有限公司承担了“十五”光刻机攻关项目,中电科45所把此前从事分步投影光刻机的团队迁到了上海,参与这个项目。
2008年,“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”专项将ASML的EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。国家计划在2030年实现EUV光刻机的国产化;
2015年4月,北京华卓精科科技股份有限公司“65nmArF干式光刻机双工件台”通过整机详细设计评审,具备投产条件。
2016年,上海微电子已经量产90纳米、110纳米和280纳米三种光刻机。2017年6月21日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所牵头研发的“极紫外光刻关键技术”通过验收。
2018年11月29日,中科院研制的“超分辨光刻装备”通过验收。光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片。
SMEE计划2021年交付首台国产的28nm的immersion光刻机,和世界上最先进的ASML公司仍然具有20年左右的差距。
目前世界光刻机行业的现实情况,排在SMEE前面的参赛选手只剩下了3名,荷兰的ASML,日本的佳能和尼康。论分数,ASML如果是100分,佳能大概20分,尼康大概25分,SMEE大概5分。

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