俄羅斯科學(xué)院誓言2028年完成7nm光刻機建造

10月22日消息，據外媒Tomshardware報道，一家俄羅斯研究所正在開(kāi)發(fā)自己的半導體光刻設備，該設備可以被用于7nm制程芯片的制造。目前該設備正在開(kāi)發(fā)中，計劃在 2028 年建成。當它準備好時(shí)，可能會(huì )比 ASML 的 Twinscan NXT:2000i 工具更高效，后者的開(kāi)發(fā)時(shí)間超過(guò)了十年。

在今年2月24日，俄烏沖突爆發(fā)后，美國、英國和歐盟先后對俄羅斯采取了制裁措施，禁止了幾乎所有擁有先進(jìn)晶圓廠(chǎng)的合同芯片制造商與俄羅斯實(shí)體合作。中國臺灣也迅速禁止向該國運送先進(jìn)芯片。此外，在英國的對俄制裁之下，英國Arm也不能將他們新的半導體IP技術(shù)授權給俄羅斯的芯片設計廠(chǎng)商。因此，俄羅斯政府推出了一項國家計劃，計劃到 2030 年開(kāi)發(fā)出自己的 28nm制程制造技術(shù)，并盡可能多的外國芯片進(jìn)行逆向工程，同時(shí)培養當地人才從事國產(chǎn)芯片工作。

但是，要想在2030年時(shí)實(shí)現28nm制程的量產(chǎn)，俄羅斯面臨著(zhù)很多的困難。

目前，俄羅斯本土最先進(jìn)的晶圓廠(chǎng)可以制造65nm制程的芯片。而且，由于美國等各方的制裁，美國和歐洲的半導體設備制造商也無(wú)法向俄羅斯供應半導體設備，因此俄羅斯要想實(shí)現 28nm 節點(diǎn)的量產(chǎn)，就必須設計和建造俄羅斯自己的晶圓生產(chǎn)設備。也就是說(shuō)，俄羅斯希望在8年時(shí)間內，完成像 ASML 和 Applied Materials （應用材料）這樣的公司花了幾十年的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)和迭代的事情。

顯然，根據下諾夫哥羅德戰略發(fā)展網(wǎng)站（通過(guò) CNews） 發(fā)布的計劃，俄羅斯科學(xué)院下屬的俄羅斯應用物理研究所（Russian Institute of Applied Physics，IAP）打算超越所有人的預期，到 2028 年生產(chǎn)出具有 7nm 制造能力的光刻設備。

能夠使用 7nm 級工藝技術(shù)處理晶圓的現代光刻設備是一種高度復雜的設備，它涉及高性能光源、精密光學(xué)和精確計量等眾多的關(guān)鍵部件。然而，作為俄羅斯領(lǐng)先的應用物理研究機構，IAP 相信它可以在相對較短的時(shí)間內開(kāi)發(fā)出這樣一個(gè)工具。

該工具將與ASML或尼康等公司生產(chǎn)的光刻機有所不同。例如，IAP計劃使用大于600W的光源（總功率，而非中間聚焦功率），曝光波長(cháng)為11.3nm（EUV波長(cháng)為13.5nm），這將需要比現在更復雜的光學(xué)器件。由于該設備的光源功率相對較低，這將使該工具更緊湊、更容易制造。然而，這也意味著(zhù)其光刻機的芯片產(chǎn)量將大大低于現代深紫外（DUV）工具。但IAP表示，這可能不是問(wèn)題。

在時(shí)機方面，IAP 可能有點(diǎn)過(guò)于樂(lè )觀(guān)。對于 32nm 以下的制程，芯片制造商目前采用的是所謂的浸沒(méi)式光刻技術(shù)。ASML 于 2003 年底推出 了其第一款浸沒(méi)式光刻系統——Twinscan XT:1250i，并在 2004 年第三季度交付一臺設備，以生產(chǎn) 65nm 邏輯芯片和 70nm 半間距 DRAM。該公司花了大約五年時(shí)間于2008 年底宣布推出其支持 32nm 的 Twinscan NXT:1950i，并于 2009 年開(kāi)始向客戶(hù)交付。

作為市場(chǎng)領(lǐng)導者，ASML花了大約 9 年的時(shí)間才在 2018 年交付其支持 7nm 和 5nm 制造的 Twinscan NXT:2000i DUV 工具。臺積電在其第一代 N7 制造技術(shù)中使用了具有多重圖案的工具。從ASML 的產(chǎn)品發(fā)展歷程來(lái)看，從 65nm 過(guò)渡到 7nm 用了 14 年的時(shí)間?，F在，在芯片生產(chǎn)方面沒(méi)有任何經(jīng)驗或與芯片制造商沒(méi)有任何聯(lián)系的 IAP 打算在大約 6 年的時(shí)間里從頭開(kāi)始制造一臺支持 7nm 的機器進(jìn)行量產(chǎn)。雖然這個(gè)計劃聽(tīng)起來(lái)不太可行，但看起來(lái) IAP 充滿(mǎn)了熱情。

俄羅斯科學(xué)院微結構物理研究所副所長(cháng) Nikolai Chkhalo 表示：“全球光刻技術(shù)領(lǐng)導者 ASML 近 20 年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)其 EUV 光刻系統，并且該技術(shù)已經(jīng)證明是非常復雜的?！睘榭茖W(xué)技術(shù)發(fā)展?！霸谶@種情況下，ASML 的主要目標是保持世界上最大的工廠(chǎng)才需要的極高生產(chǎn)力。在俄羅斯，沒(méi)有人需要如此高的生產(chǎn)力。在我們的工作中，我們從國內面臨的需求和任務(wù)出發(fā)。微電子學(xué)——這不是數量，而是質(zhì)量。首先，我們需要過(guò)渡到我們自己的制造工藝，制定自己的設計標準，我們自己的工具、工程、材料，所以我們走自己的道路在這里是不可避免的。

IAP 計劃在 2024 年之前建造一個(gè)功能齊全的 alpha光刻機設備。這個(gè)光刻設備不必提供高生產(chǎn)率或最大分辨率，但必須工作并對潛在投資者有吸引力。IAP 打算在 2026 年之前制造出具有更高生產(chǎn)力和分辨率的光刻設備的測試版。這臺機器應該可以量產(chǎn)，但預計其生產(chǎn)力不會(huì )達到最大。據說(shuō)光刻設備的最終迭代將在 2028 年問(wèn)世。它應該獲得高性能光源（因此更高的生產(chǎn)率）、更好的計量和整體能力。到 2028 年，尚不清楚 IAP 和/或其生產(chǎn)合作伙伴將能夠生產(chǎn)多少臺此類(lèi)機器。

但是，還有一個(gè)問(wèn)題，那就是晶圓廠(chǎng)設備并只限于光刻設備。還有其他類(lèi)型的機器執行蝕刻、沉積、抗蝕劑去除、計量和檢測操作，這些機器都不是在俄羅斯制造的。此外，還有一些不太先進(jìn)的機器，如超純空氣和水發(fā)生器，這些機器也不是在俄羅斯生產(chǎn)的。即使 IAP 設法建造了光刻工具，俄羅斯仍然需要通過(guò)完成數百臺工具的國產(chǎn)化才能建造現代化的晶圓廠(chǎng)。此外，晶圓廠(chǎng)還需要在已經(jīng)對俄羅斯禁運的國家之外尋找晶圓制造所需的超純原材料。

值得一提的是，根據此前的報道顯示，俄羅斯莫斯科電子技術(shù)學(xué)院 (MIET)承接了俄羅斯貿工部開(kāi)發(fā)制造芯片的光刻機項目，該項目由俄羅斯政府首期投資6.7億盧布資金（約合5100萬(wàn)元人民幣）。研發(fā)的光刻機計劃達到EUV級別，但技術(shù)原理完全不同，是基于同步加速器和/或等離子體源”的無(wú)掩模X射線(xiàn)光刻機。