第四百一十三章 光刻機

　　這套生產線可以制作十二英寸晶圓，也就是直徑為三十厘米，萬安公司的電腦現在已經是八英寸芯片了，尺寸將近小了一倍。

　　在這個時代，芯片小一倍代表電腦更小，也就是科技更高，但在三十年后這個結果正好是反了過來，晶圓越大科技含量才是越高。

　　原因嘛，很簡單，八十年代芯片的功能實在是不咋的，萬安公司的WPS文字處理系統算全是世界比較強大的文字處理程序了，可功能在劉瑯眼里連“垃圾”都算不上，就是七八年后的電腦芯片性能都比它強出不知多少，更不用說互聯網時代的芯片了，那個時候芯片上的元器件大小都要以納米來衡量，三十年后蘋果設計出的手機芯片元器件最小的都達到了幾個納米大小，再小下去就會產生量子效應了。

　　所以這個時代芯片上的電子元件數量都差不多，多的一兩千，少的七八百，在這個基礎上大家追求的是誰能在更小的晶圓上將這些元器件放上去。

　　而在三十年后，元器件的大小已經進入納米級別，那追求的就是誰能刻錄下更多的元器件了，所以晶圓才會越來越大，更大的芯片才是頂尖技術的體現。

　　劉瑯也是第一次看到晶圓生產線的內部構造，有很多設備他都不了解。

　　王海軍研究這套生產線多年，雖然他也沒有看過這些復雜的設備，但比對說明書和查找無數資料后，他對設備的了解已經是國內第一了。

　　半導體芯片生產主要分為設計、制造和封測三大環節，芯片設計主要根據芯片的設計目的進行邏輯設計和規則制定，萬賀團隊現在干的活就是芯片設計。

　　而芯片制造還包括根據設計圖制作掩模以供后續制造步驟使用，呈賢主要負責的就是這項工作。

　　江南廠的生產線主要就是來制造，這個過程用一句話來說，就是把芯片電路圖從設計掩模上轉移至硅片上，并實現預定的芯片功能。

　　這個過程如何實現呢？包括幾個過程，光刻、刻蝕、薄膜沉積、化學機械研磨等步驟。

　　“劉瑯，你看，在這套生產線內，科技含量最高的就是這臺設備！”

　　王海軍指著一臺密封的儀器說道。

　　“這就是刻紋機吧？”

　　周明在一旁緩緩地說道。

　　“刻紋機？對了，周教授，那是咱們國內的叫法，國外應該叫做光刻機！”

　　王海軍回答。

　　“光刻機？”

　　劉瑯微微一動，他知道這種儀器，是從妻子洪玉那里了解到的，這光刻機可以被稱為人類歷史上發明出來的最精密的儀器之一，在三十年后，世界上能制造高尖端光刻機的工廠只有荷蘭的一家公司，他們每年只生產十幾臺，每一臺售價超過一億美金，島國的尼康也制造這種儀器，只是精確度比荷蘭的那家公司要小一些，可即便這樣，制造出的光刻機也是早被世界的那幾家芯片巨頭提前幾年就預定了，中國想要買到最先進的光刻機要等到其他公司買完后才能得到，這個時間差就是西方發達國家壓制中國的辦法，就怕你把最先進的技術學去。

　　光刻機有多牛？

　　洪玉曾如一個“花癡”一樣向劉瑯介紹當時最先進光刻機的性能！

　　比如光刻機的光線能量、破壞性極高，制程的所有零件、材料，樣樣挑戰人類工藝的極限，甚至因為空氣分子的干擾都會影響光線，所以生產過程得在真空環境，而且，溫濕度和壓力變化還會影響對焦，所以在機器內部溫度的變化要控制在千分之五度，得有合適的冷卻方法，精準的測溫傳感器，更重要的是，需要精確度極高的鏡頭和光源。

有頂級的鏡頭和光源，沒極致的機械精度，也是白搭。光刻機里有兩個同步運動的工件臺，一個載底片，一個載膠片，兩者需始終同步，誤差在2納米以下，兩個工作臺由靜到動，加速度跟導彈發射差不多，如此而且，機械的動作得精確到誤差僅以兆分之一秒　　劉瑯還記得洪玉當時舉了個例子，這種同步性就相當于兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭并進。一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，還不能刻壞了。

　　光刻機牛不牛？當然牛，即便是劉瑯這個門外漢也是覺得這種儀器人類怎么能給它造出來呢？

　　可人類就是給造出來來了，而且未來還會不斷發展，直至量子計算機的誕生……。

　　不過洪玉說的是三十年后的光刻機，現在大家面前的光刻機自然不能與自己的“孫子輩”相提并論了，這臺光刻機的制程只有四微米，未來則是有十幾個納米，兩者相差幾百倍，要用機械來形容兩者的差距，如果現在的光刻機比作是國產手扶拖拉機的發動機，那么未來的光刻機就是航天飛機的發動機。

　　“這應該就是制成達到制程4微米級別的刻紋機吧，技術真是先進，比咱們國家強出很多！”

　　周明目不轉睛地看著感嘆道。

　　周明曾經參加過二十多年前的衛星研制，對國家的半導體發展非常了解。

　　光刻機就是在硅片上涂感光膠，用集成電路設計的電路膠片遮蓋在上面進行曝光，清除感光部分，露出硅片在上面進行加工最后成型，簡單來說，就是用光進行“雕刻”，因為電子元件都是以十幾個納米級別，世界上哪里有如此細小的“刻刀”能把這些元件雕刻在晶圓上？

　　不過別看光刻機如此高端，但中國卻是最早研制這種儀器的國家之一。

　　在五十年代末期，光刻機就已經在美國被發明出來，并且隨之應用在了實踐之中，而六十年代初期，隨著大量國外半導體專家的回歸，國家也將半導體技術列為國家重點發展科目。

　　在那個時代，國家在半導體領域內可謂是人才濟濟，有名氣的黃坤、謝喜德、周明等科學家們都是從國外回來的專業人才，他們帶領著國家開始研究光刻技術，當時他們研制出了鍺合金三極管和磁膜儲存器。

　　到了六十年代初期，美國提出了氧化物半導體效應晶體，并且研制出了一千個元件的密集電路板，這是世界第一個二十英寸的集成電路。

　　而同一時期的中國沿用古老傳統的照相術顯微鏡進行縮小曝光，采用的是人工光刻工藝，就是坐標值加噴黑銅版紙加手術刀的方式，精度也能達到零點幾毫米，對于那個時代的集成電路來說也是足夠了。

　　而到了六十年代中期，中國終于制造出了第一批接觸式光刻機，這項技術已經處在世界一流行列了。

　　到了七十年，因為大規模集成電路產業的蓬勃發展，美國人的光刻技術終于迎來的大爆發，進入到八微米工藝時代，開發出了投影光刻機等關鍵工藝設備技術，并在七十年代中期年建立了世界第一條十二英寸的集成電路生產線，也就是眾人面前的這套四微米制程工藝。