小玲育儿▲在芯片制造上，真的很厉害吗？，我国研制的世界首台SP光刻机
在数码科技领域 ， 处理器芯片（CPU）、图形图像处理器（GPU）的自主权一直是我们缺失的痛点 。 长久以来 ， 市场上的高精尖芯片都掌握在英特尔、英伟达、AMD等几家公司手中 ， 而我国自研芯片之路却一直走的不太顺畅 ， 而这其中很重要的一个原因 ， 就是芯片生产中最重要的光刻机 ， 一直受制于人 。
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近日 ， 国家重大科研装备研制项目"超分辨光刻装备研制"通过验收 。 据悉 ， 该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制 ， 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 。
此消息一出 ， 网上立刻掀起了激烈的争论 。 有一部分网友认为 ， 这项技术将会为国产自研芯片的发展带来巨大的变化；而也有一部分网友认为 ， 这台光刻机属于SP光刻机 ， 在各方面性能上根本比不上主流的ASML光刻机 ， 只是个噱头罢了 。 那么 ， 这台国产光刻机的表现究竟如何呢？
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客观来说 ， 国产SP光刻机的成功是我国芯片发展过程中一次重要的弯道超车 ， 意味着未来我国自研芯片的思路将拥有独立发展的可能性 。 但是 ， SP光刻机也存在很多局限性 ， 它的出现并不能意味着我们可以实现芯片的彻底国产化 。 所以 ， 这是我国芯片研发的重要一步 ， 但不应该无脑吹捧 ， 也不应该刻意抹黑 。
首先 ， 这台SP光刻机虽然还处于22nm工艺阶段 ， 但这台光刻机的22nm指的是"365nm的光源 ， 单次曝光线宽可达22nm" 。 也就是说 ， 在光学领域 ， 这台机器打破了传统的衍射极限 。 这也意味着 ， 这台机器验证了表面等离子体光刻加工的可能性 。 虽然这台机器的工艺尚不能和ASML光刻机相提并论 ， 但这样的思路带来了未来的可能性 。
抛开复杂的监测设备不谈 ， ASML光刻机最核心的原理就是通过物镜系统将掩膜版上的图案进行缩印成像 。 涉及到成像过程 ， 就不得不考虑光的衍射极限 。 即便抛开所有的几何像差 ， 由于衍射的作用 ， 一个无限小的点成像后也会变成一个弥散斑 ， 被称为"艾里斑" 。 因此实际光学系统成像的分辨率就是两个艾里斑恰好能够分开的距离 。
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所以由于衍射效应 ， 成像分辨率会受到限制 ， 最终的分辨率取决于波长、数值孔径等参数 ， 波长越小、数值孔径越大分辨率则越高 。 所以ASML这些年来主要的研究方向就是利用更短的波长（近紫外-深紫外-极紫外）、增大数值孔径（更复杂的物镜、液体浸没） 。 但是每进一步都变得更加艰难 ， 对系统设计、加工装配、误差检测等等诸多方面都提出了更为苛刻的要求 ， 成本也越来越高昂 。
那么表面等离子体光刻又是怎么一回事呢？表面等离子体指的是一种局域在物质表面的特殊的电磁波 ， 随着离开物质表面距离的增大迅速衰减 ， 一般认为波长量级以上的区域就不存在了 。 更为神奇的是 ， 虽然表面等离子体波是由其他电磁波激发的 ， 但是波长会被极大地压缩 ， 而压缩的比例取决于材料的电磁性质等参数 。
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这就意味着 ， 利用表面等离子体波进行光刻时 ， 从原理上就不在受到传统衍射极限的限制了 。 在光刻机研制方面 ， 我们一直有两个选择：沿用ASML的老路走一遍 ， 还是另辟蹊径通过新原理弯道超车？我们国家目前两个选择都在做 。 而这台SP光刻机的研制成功 ， 就是让我们看到了弯道超车的可能性 。
【小玲育儿▲在芯片制造上，真的很厉害吗？，我国研制的世界首台SP光刻机】诚然 ， 现阶段这台SP光刻机并不能为我们带来实质性的突破 ， 但这是很关键的一步 ， 这意味着我们拥有自己研发的可能性 。 对于自研芯片之路 ， 我们应该保持希望 ， 但不能操之过急 ， 揠苗助长 ， 要知道 ， 现在成熟的处理器芯片 ， 也是长久研发累积出的结果 。 就像AMD潜心多年反击英特尔一样 ， 我们为什么不能期待属于我们自己的芯片呢？
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