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    重磅!北大助力國產光刻機實現電鏡技術突破

    發布日期:2022-2-17

    光刻機是芯片制造的核心設備,是盤活國產半導體行業的“齒輪”。智能信息時代的發展,人們對各類智能產品不斷增長的需求,以及各行各業的轉型需求,對芯片性能和產能提出了更高的要求。這在無形中加劇了半導體領域的競爭力度,也抬高了芯片代工廠商的地位。

    國外對芯片市場的技術加碼,促使國產商紛紛投入到半導體核心技術自研項目,并取得了不錯的成績,諸如上海微電子的28納米浸入式光刻機。但在有關7納米及以下制程芯片的制造中,我們仍需要克服EUV光刻機的核心難題。即EUV光源、EUV雙工件臺、EUV光鏡。

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    前面兩者還好,因為上海光機和長春光機已經突破了14納米極紫外光源技術,并即將轉入到實際成果的投用環節,另一邊,北京華卓精科的雙工件臺設備也即將步入應用。剩下的EUV光學鏡頭,雖說中科科儀早在2021年6月份推出了可用于降低光學鏡頭鏡面光潔度要求的鏡鍍膜裝置,但這更適用于航天設備當中。況且只是一個鏡頭鍍膜裝置,用于輔助鏡頭,提高精度的設備。此后,關于EUV光學鏡頭的消息石沉大海。但在近期,北京大學傳來了一則喜訊,讓國人看到了翻盤的曙光。

    重磅!北大助力國產光刻機實現電鏡技術突破

     

    2022年2月17日,2022年1月26日,國內《半導體學報》公布了2021年度中國半導體十大研究進展。北京大學電子顯微鏡實驗室高鵬研究員研究組的掃描透射電子顯微鏡技術被包含在內。這在肯定北京大學研究成果的同時,也為國產半導體破冰核心技術壁壘,掌握芯片核心技術的進展增添了動力。那么,北京大學旗下的電子光鏡技術如何呢?該技術的誕生,能夠為國產半導體行業做出怎樣的貢獻呢?

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    對比基于傳統光譜學制成的光學鏡頭,電子鏡頭具備更高的準確性和靈活性?;趻呙桦娮语@微鏡技術發展的四維電子能量損失譜技術,不僅有效地解決了傳統譜學無法突破納米尺度表征晶格動力學局限的問題,還能夠在現有技術的基礎上完成對半導體異質結晶面處局域聲子模式的測量。簡單來說,光學鏡頭做不到的,電子鏡頭能做到。光學鏡頭能做到的,電子鏡頭也能做到,而且精確性更高。

    這里簡單補充一點,前面提到的光學鏡頭是基于傳統譜學制成的,即現有EUV光刻機正在使用的鏡頭技術便是光譜光學鏡頭。如同基于FINFET架構技術制成的硅基半導體芯片,基于傳統譜學的光學鏡頭很難滿足硅基半導體未來發展的需求。在此背景下,人們面臨著兩個選擇,改變芯片的原材料,采用石墨烯等原材料代替。改變芯片架構,GAAFET便是一個很好的例子。

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    但第一個選擇顯然不現實,畢竟硅基半導體已經發展了很久,現有的半導體基礎有98%以上都是基于硅晶。第二點則有點像是望梅止渴,解燃眉之急,并不能從根本上解決問題。但北京大學研發并刊登成功(已于2021年11月發布在自然學術周刊《Nature》中)的電鏡技術則可以很好的解決這一問題?;诠杌雽w,由于電鏡技術的準確性和靈敏性更高,在現有設備技術水準的基礎上,能夠達到更高的精度。

    說到這里,想必大伙對北大電鏡技術有了初步的了解。那么,北大電鏡技術將會給國產半導體帶來怎樣的影響呢?答:拓寬國產半導體攻堅光刻機核心技術壁壘的路子,助力國產廠商早日攻堅核心技術壁壘。雖說效果不能立竿見影,但好在我們有了新的選擇,多一個選擇便多一個成功的機會。

    重磅!北大助力國產光刻機實現電鏡技術突破

     

    值得一提的是,步入2021年后,早先被人詬病為“別人”培養人才的清華、北大不斷發力,為國產半導體行業做出了卓越的貢獻。諸如清華大學的12英寸硅片打磨、拋光機、晶圓減薄機。清華大學、北京大學正用自己的成果向大家展示什么才叫雙一流大學。

    希望北大、清華能夠不辜負雙一流大學的稱呼,勇于承擔、面對自己身上的責任。也希望有關部門重視起對人才的引進和培養,發現人才、吸引人才并留住人才。讓那些真正為國家效力的人員得到自己應該得到的回報。祝愿國產半導體行業愈發強大,早日解決核心技術卡脖子難題。

     
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