據(jù)軍報(bào)記者成都報(bào)道，國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”29日通過(guò)驗(yàn)收，這是我國(guó)成功研制出的世界首臺(tái)分辨力最高紫外超分辨光刻裝備。該光刻機(jī)由中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制，光刻分辨力達(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(jí)別的芯片。詳情可看半導(dǎo)體行業(yè)觀察昨日的報(bào)道《國(guó)產(chǎn)超分辨光刻裝備通過(guò)驗(yàn)收，可加工22納米芯片》

這則消息出來(lái)了以后，不但讓整個(gè)媒體界瘋狂，類(lèi)似“中國(guó)光刻機(jī)終于突破了歐美限制”、“中國(guó)集成電路最關(guān)鍵領(lǐng)域終于突破”之類(lèi)報(bào)道也頻頻見(jiàn)于各個(gè)微信圈和好友的朋友圈，也有不少的行內(nèi)朋友問(wèn)半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這個(gè)產(chǎn)品是否是真的那么厲害。

在經(jīng)過(guò)和行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)行了一番交談之后，本文將對(duì)這個(gè)報(bào)道和產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)全面的解析。在開(kāi)始之前，先糾正一下文章開(kāi)頭出現(xiàn)的常識(shí)性描述：

行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家告訴記者，文章開(kāi)頭談到的“光刻分辨力達(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(jí)別的芯片”的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。

他指出，如果真的能做22nm的線寬，不用多次成像了，單次曝光就可以做10nm了。因?yàn)榫蚫esign rule而言，10nm的metal層最緊的也只有44nm pitch，22nm CD，一次成像就夠用了。就算是poly 66nm pitch，單次成像也足夠了。況且10nm的Fin 本來(lái)就要用SAQP也只需要單次曝光，現(xiàn)在可以回到14nm的SADP，F(xiàn)in pitch一般是36nm和33nm，所以真能做的22nm線寬，44nm pitch，做啥layer都可以只用一次就夠了。

下面我們從技術(shù)面入手，解構(gòu)這個(gè)產(chǎn)品和報(bào)道。

一、這是個(gè)什么技術(shù)？

在文章中，作者已經(jīng)提到，這個(gè)設(shè)備采用的是什么技術(shù)。他在文章中寫(xiě)到：“中科院光電所此次通過(guò)驗(yàn)收的表面等離子體超分辨光刻裝備，打破了傳統(tǒng)路線格局，形成了一條全新的納米光學(xué)光刻技術(shù)路線，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為超材料/超表面、第三代光學(xué)器件、廣義芯片等變革性領(lǐng)域的跨越式發(fā)展提供了制造工具”。

所謂表面等離子體超分辨光刻，也就是surface plasma，我們也把其稱之為表面等離子超衍射光刻，這是最近十幾年興起的新技術(shù)。據(jù)行業(yè)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這種光刻的工作原理是入射光照射在透鏡表面的小探針上，從而激發(fā)產(chǎn)生plasma，產(chǎn)生波長(zhǎng)非常短的等離子體，然后在光刻膠上刻出非常小的圖形。

SP光刻的原理圖（source：知乎作者霍華德）

傳統(tǒng)的光刻原理圖

關(guān)于這個(gè)技術(shù)，中科院王長(zhǎng)濤、趙澤宇、高平、羅云飛和羅先剛在其寫(xiě)于2016年的一篇名為《表面等離子體超衍射光學(xué)光刻》的文章中提到：由于光波衍射特性,傳統(tǒng)光學(xué)光刻面臨分辨力衍射極限限制,成為傳統(tǒng)光學(xué)光刻技術(shù)發(fā)展的原理性障礙。表面等離子體（surface plasmon,SP）是束縛在金屬介質(zhì)界面上的自由電子密度波,具有突破衍射極限傳輸、匯聚和成像的獨(dú)特性能。近年來(lái),通過(guò)研究和利用SP超衍射光學(xué)特性,科研人員提出和建立了基于SP的納米干涉光刻、成像光刻、直寫(xiě)光刻等方法,在紫外光源和單次曝光條件下,獲得了突破衍射極限的光學(xué)光刻分辨力。目前,基于SP成像結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)中獲得了22 nm（-1/17波長(zhǎng)）最高SP成像光刻線寬分辨力水平。SP將為發(fā)展高分辨、低成本、高效、大面積納米光學(xué)光刻技術(shù)提供重要方法和技術(shù)途徑。

但這真的是能應(yīng)用到現(xiàn)在的產(chǎn)線上嗎？

二、真能應(yīng)用到IC制造產(chǎn)線上嗎？

在某些媒體的報(bào)道中，這個(gè)裝備的出現(xiàn)，打破了國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的空白，可以打破XXX公司的壟斷，但很遺憾，這是一個(gè)誤解。行內(nèi)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這個(gè)技術(shù)和我們熟悉的半導(dǎo)體集成電路完全無(wú)關(guān)，無(wú)法應(yīng)用在集成電路領(lǐng)域。

他指出，SP光刻的主要缺點(diǎn)就是聚焦的面積非常小，屬于接觸式光刻，一點(diǎn)點(diǎn)的defect缺陷就會(huì)造成成像品質(zhì)的問(wèn)題，因?yàn)槭侵睂?xiě)式光刻，所以生產(chǎn)效率很低，只能作為E beam光刻的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，適用于特殊應(yīng)用，類(lèi)似的應(yīng)用范圍是光纖領(lǐng)域，5G天線，或者是他們自己演示的用于科研領(lǐng)域的單光子探測(cè)器。這對(duì)于實(shí)驗(yàn)室科研，軍工，有一定的意義，可以一定程度上替代現(xiàn)在的e beam光刻。另一方面，這個(gè)技術(shù)也具有圖形粗糙度糟糕的特點(diǎn)，從他們演示的圖形就可以看到LWR粗糙，歪歪斜斜，圖像保真度非常低，只能作為技術(shù)驗(yàn)證，不能作為真實(shí)生產(chǎn)，更不要說(shuō)量產(chǎn)可能了。

超分辨光刻設(shè)備加工的4英寸光刻樣品

在交談的過(guò)程中，他多次強(qiáng)調(diào)了這個(gè)技術(shù)和我們熟悉的半導(dǎo)體集成電路完全無(wú)關(guān)，無(wú)法應(yīng)用在集成電路領(lǐng)域這個(gè)技術(shù)對(duì)于集成電路的光刻需求的不適用。

國(guó)外使用SP光刻技術(shù)做的效果，明顯好于中科院

再者，這一技術(shù)并非中國(guó)首創(chuàng)，國(guó)外有很多實(shí)驗(yàn)室也做出了成品驗(yàn)證機(jī)，效果還優(yōu)于中科院，甚至都達(dá)不到國(guó)際領(lǐng)先的程度。

三、媒體誤導(dǎo)還是有意為之？

這個(gè)新聞出來(lái)了以后，引發(fā)了媒體和群眾的廣泛討論，在水木社區(qū)我們也看到了一個(gè)轉(zhuǎn)載自知乎的、自稱光電所的人的回復(fù)，回復(fù)中說(shuō)到：

我就是光電所的，我們這個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了激光束22納米（國(guó)內(nèi)肯定是領(lǐng)先的，當(dāng)然國(guó)際上落后），可以做簡(jiǎn)單的線，點(diǎn)，光柵部件，拿來(lái)做刻芯片這種超級(jí)復(fù)雜的ic制造是完全沒(méi)有可能的，那個(gè)難度是畫(huà)簡(jiǎn)單線的十萬(wàn)倍，因?yàn)檫€需要高精度鏡頭和高精度對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，我們這個(gè)設(shè)備立項(xiàng)本來(lái)就不是拿來(lái)刻芯片的，有人說(shuō)我們騙，我們光電所什么時(shí)候宣傳過(guò)這個(gè)設(shè)備可以刻芯片了？都是外界一些什么都不懂的外行，包括媒體，一廂情愿的以為這個(gè)就是芯片廠的光刻機(jī)，和我們沒(méi)有任何關(guān)系。飯要一口一口吃，我們已經(jīng)是國(guó)內(nèi)做得最好的了。

筆者在知乎上找不到相關(guān)回答，也沒(méi)求證過(guò)回答者的身份。但假設(shè)這個(gè)答主真的是光電所的人，這樣直接甩鍋給媒體的說(shuō)法，筆者是有點(diǎn)不認(rèn)同的。

在他們的的報(bào)道原文里，標(biāo)題是《我國(guó)成功研制出世界首臺(tái)分辨力最高紫外超分辨光刻裝備》，這真的是世界上“首臺(tái)嗎”？至少我們從行內(nèi)人士嘴里聽(tīng)到的答案，是否定的。當(dāng)然我們也不敢保證我們是準(zhǔn)確的，但從我的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，一個(gè)經(jīng)過(guò)采訪，理應(yīng)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)部審核的文章，應(yīng)該盡量少出現(xiàn)“首次”這種詞，畢竟在我們媒體眼里看到這個(gè)詞的時(shí)候，是另一個(gè)不同感受。

另一方面，據(jù)筆者了解，文章中的某位作者曾經(jīng)是光刻行業(yè)的從業(yè)人員，對(duì)于文章中的出現(xiàn)的“筆誤”難道沒(méi)察覺(jué)到？

不過(guò)在文章最后，我們必須聲明一下，我們是支持并贊同這種創(chuàng)新的，正如上面的自稱光刻所某人所說(shuō)，在國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該絕對(duì)是領(lǐng)先的。另一方面，國(guó)產(chǎn)SP光刻的進(jìn)步，對(duì)于我們的研究有很重要的意義。

據(jù)行業(yè)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中，經(jīng)常用到ebeam光刻來(lái)做研究，如華為的5G開(kāi)發(fā)，就需要用到ebeam光刻來(lái)做天線。但在最近一年多里，因?yàn)槭艿浇\(yùn)的影響，已經(jīng)一年多拿不到e beam光刻膠了，國(guó)內(nèi)很多研究就不能進(jìn)行下去了。而SP光刻的進(jìn)步，也許就能取代ebeam的作用，畢竟這個(gè)技術(shù)對(duì)光刻膠要求沒(méi)那么高。

但在筆者看來(lái)，希望以后國(guó)內(nèi)的專(zhuān)家在源頭報(bào)道或者講述這些技術(shù)的時(shí)候，一定要向執(zhí)筆者講述清楚這個(gè)技術(shù)的具體意義和差距，別用模棱兩可的詞語(yǔ)，讓媒體有機(jī)會(huì)誤解。這對(duì)我國(guó)的整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，也是有積極意義的。