online
- mercedesamg
- Legendarni građanin
- Pridružio: 08 Avg 2019
- Poruke: 5484
|
^ neka stoji, meni ne smeta.
Долази ера руске микроелектронике: како сустићи лидере?
Citat:Данас се више од 50% све електронике у свету (укључујући аутомобилску, свемирску и индустријску) производи по стандардима 360-180-65 нм.
Према овим стандардима, Русија ствара сопствене литографије, због чега је затворена сва потражња у електроници.
+ kompletan tekst prevedenПроизводња најнапредније електронике са тополошким нормама мањим од 5 нм данас је могућа само на опреми холандске компаније АСМЛ.
АСМЛ је једина компанија на свету која поседује системе и технологије способне да произведу зрачење таласне дужине (ЕУВ) од 13,5 нм погодно за фотолитографију.
ЕУВ литографија је тренутно потпуно јединствена технологија. И друге компаније праве системе за литографију, али управо "АСМЛ" предњачи у индустрији полупроводника.
[img] [/img]
ТВИНСЦАН НКСЕ: 3600Д је најновија генерација литографског система који подржава волуметријску производњу тополошких елемената од 5 и 3 нм.
Развој нове литографске опреме засноване на технологији ултра-тврдог ултраљубичастог зрачења почео је 1994. године. Током 17 година, АСМЛ је уложио више од 6 милијарди евра у истраживање и развој ЕУВ.
У августу 2006. први на свету инструмент за демонстрацију литографије ЕУВ послат је Колеџу за наноразмерну науку и инжењерство у Албанију (САД) и ИМЕЦ-у у Леувену (Белгија).
2010. године представљен је први предсеријски ЕУВ систем на свету, „ТВИНСЦАН НКСЕ: 3100“.
2013. године почеле су прве серијске испоруке "ТВИНСЦАН НКСЕ: 3300".
Чим је коначно постало јасно да ће нова литографска технологија постати најнапреднија и недостижна за било кога другог на свету, тако велики произвођачи као што су Интел, Самсунг и ТСМЦ почели су да улажу милијарде долара у компанију.
До данас нема озбиљнијих развоја аналога ЕУВ технологије који би у будућности могли да се такмиче са АСМЛ производима.
Литографска опрема је најважнији елемент у стварању напредних тополошких стандарда, а без ње је немогућ даљи развој микроелектронике.
Ове машине можете купити само уз дозволу владе Холандије, која, заузврат, узима у обзир став Сједињених Држава. Дакле, и пре увођења санкција, испорука напредних литографија Русији је била тајно забрањена, а од 2014. постала је уопште немогућа.
Под притиском САД, продаја напредне литографске опреме Кини забрањена је од 2019.
У ствари, ЕУВ системе могу да купе само одабране земље и компаније, које су лидери у индустрији микроелектронике - Интел, Самсунг и ТСМЦ.
Зашто све ово? Од почетка развоја до серијског система прошло је 19 година, а потрошене су милијарде долара инвестиција.
Недавно је постала позната вест да се у Русији развија аналог ЕУВ технологије – домаћа литографија са таласном дужином мањом од 13,5 нм.
ЕУВ је скраћеница за 'екстремно ултраљубичасто'. Односи се на таласну дужину светлости. Дубоко ултраљубичасто (ДУВ) светло које се користи у производњи чипова има таласну дужину од 248 и 193 нм, док светло које се користи у ЕУВ литографији има таласну дужину од 13,5 нм (љубичаста линија у УВ опсегу).
Наводи се да је већ направљен радни демонстраторски узорак, способан да формира наноструктуре до 7 нм.
Планирано је да се индустријски узорак домаће литографије на 7 нм изради за шест година.
У првој фази, 2024. године, биће створена „алфа машина“. Таква инсталација ће постати радни прототип, на којем ће радити пун циклус операција.
У другој фази, од 2026. године, појавиће се „бета машина“. Ово ће бити потпуно радни узорак, који ће бити доведен у индустријску производњу и аутоматизацију свих процеса.
А у трећој фази, до 2028. године, домаћа литографија ће добити моћнији извор зрачења, као и побољшане системе за позиционирање и напајање, и започеће пуноправни рад.
Све то звучи некако чудно, посебно у контексту тоталног санкционог притиска у области микроелектронике и забране испоруке сваке такве опреме.
АСМЛ-у је било потребно 19 година да развије нову генерацију фотолитографија са потпуном слободом деловања и привлачењем инвестиција од десетине милијарди долара. А у Русији желе да иду истим путем за само 6 година и без десетина милијарди долара улагања?
Ова вест је почела да се диви многим онлајн публикацијама и специјализованим ресурсима. Међутим, нису наведени детаљи, што је изазвало здрав скептицизам код неких блогера и разних критичара било које руске технологије.
Зато сам одлучио да схватим: да ли је то прекорачење, или још увек постоје стварни изгледи.
Институт за примењену физику Руске академије наука (ИПФ РАН) у Нижњем Новгороду развија литографску поставку. 2011. године изграђен је демонстратор литографије са радном таласном дужином од 13,5 нм. Био је то испитни сто у оквиру текућих фундаменталних научних истраживања.
Заиста, 2011. године створен је заиста радни узорак.
Технологија је доказала своју ефикасност, што је означило појаву у Русији кључних технологија које омогућавају развој и производњу литографске опреме за опсег таласних дужина око 13,5 нм.
Најинтересантније је да је таква таласна дужина погоднија за топологију од 14 нм или мање, а непрактично је користити такве литографије на великим топологијама - 28 нм више него због сложености и високе цене опреме.
То јест, одмах постоји резерва за минималне димензије - до 1-2 нм.
Клупа је очигледно побољшана, а главна иновација је производња екстремног ултраљубичастог зрачења, што додаје више сложености у поређењу са традиционалним ултраљубичастим опсегом. Захтева савршену оптику, а сам извор зрачења не би требало да загађује простор у коме се одвијају радни процеси.
АСМЛ користи ЦО2 ласер да генерише екстремно ултраљубичасто (ЕУВ) зрачење, које испаљује два одвојена ласерска импулса на брзо покретну лимену капљицу. Ово испарава лим, претварајући га у плазму, која ствара ЕУВ светлост. Таква операција се изводи до 50.000 пута у секунди. Затим неколико вишеслојних огледала сакупља ову светлост и преусмерава је на плочу, смањујући узорак за фактор четири. Унапређењем пројекционих оптичких система могуће је добити све савршенију топологију: резолуција је повећана са 7 нм на 3. Развија се нова пројекциона оптика за ЕУВ систем способна да добије топологију од 2 нм.
Истовремено, сви ови проблеми су морали бити решени већ у фази стварања демонстратора.
Али може ли руски институт да реши проблеме који су захтевали много времена, новца и сарадње са најнапреднијим америчким компанијама и институцијама у области микроелектронике од холандске компаније?
Ако одговорите замахом, онда НЕ. И нико други на свету не покушава да постигне сличне резултате, схватајући који ће напори бити потребни да се развију њихови аналоги овог система.
Међутим, постоји само један услов под којим је то могуће - најнапредније фундаментално истраживање у правим областима.
Па, шта имамо у овом правцу?
За многе је Институт за примењену физику Руске академије наука, изненађујуће, лидер у многим фундаменталним истраживањима, укључујући и област ласерских и оптичких технологија.
ИАП РАС. Ласерски комплекс "ПЕАРЛ".
На пример, јединствени научни објекат „ПЕАРЛ“ (ПЕтаватт пАРаметриц Ласер) био је први светски петаватни ласерски комплекс заснован на параметарском појачавању фемтосекундних импулса.
Тренутно се, на основу искуства стеченог приликом стварања система ПЕАРЛ, у Институту за примењену физику Руске академије наука гради ласерски комплекс ПЕАРЛ-10 снаге веће од 5 ПВ. Развијен је концепт ексават ласерског комплекса - пројекат КСЦЕЛС, уврштен међу шест руских пројеката класе меганаука (велики скупи међународни научно-истраживачки комплекси), за имплементацију у земљи у наредној деценији.
Појава таквих извора отвара нове хоризонте за фундаментална истраживања и јединствене технологије.
Научници ИПМ РАС објавили су 2018. године рад у коме су представљени експериментални подаци о извору рендгенских зрака ласерске плазме на бази ксенона.
Научни рад научника и специјалиста ИПМ РАН, прегледан и објављен на научном америчком извору.
Научници ИПМ РАС објавили су 2018. године рад у коме су представљени експериментални подаци о извору рендгенских зрака ласерске плазме на бази ксенона.
Рад је јасно показао резултате до којих су наши научници дошли у постизању иновативне методе нанолитографије – рентгенске литографије без маске на таласној дужини од 6,7 нм.
Судећи по публикацији, пронађена су два стабилна режима рада извора.
Уместо извора растопљеног калаја који се користи у пројекцијској литографији компаније АСМЛ, у руском развоју се користи мета на бази ксенона. Са упоредивом ефикасношћу, ово значајно поједностављује дизајн извора и ласерског система, минимизира контаминацију оптичких елемената, смањује радну таласну дужину за 20% када се ради на таласној дужини од 10,8 нм и 2 пута на таласној дужини од 6,7 нм.
Наравно, смањење таласне дужине пропорционално повећава резолуцију литографије.
Генерално, научници из САД су се сложили да би литографија заснована на руском дизајну била 1,5-2 пута ефикаснија од АСМЛ-а.
У арсеналу института налазе се рендгенска огледала која се тамо успешно производе, ласерско-плазма извор рендгенских зрака и прототип саме инсталације на којој су већ добијене прве структуре величине 7 нм.
Ово је исти ласерско-плазма рендгенски извор на ИПМ РАС.
То јест, рентгенска литографија постаје стварност. Ако све буде завршено на време, појавиће се прва светска рендгенска фотолитографска инсталација која ради у опсегу таласних дужина од 10,8 и 6,7 нм са резолуцијом до 1 нм.
Демонстрациони штанд већ данас има таласну дужину од 11,3 нм, што превазилази перформансе АСМЛ-а. Имајте на уму да се користи оптички елемент који је способан да фокусира рендгенске зраке, а не да их рефлектује, као што се ради у инсталацијама компаније АСМЛ. Рендгенска оптика је развијена заједничким напорима института и корпорације Росатом.
Фрагмент рендгенског сочива.
Исте 2018. године руски научници са ИПМ РАН објавили су студију „Ефикасност конверзије ласерско-плазма извора на бази Ксе млаза у области таласне дужине 11 нм“, која је показала резултате практичне примене у литографији, који су репродуковано на демонстрационом штанду.
Шема исте демонстрационе поставке, на којој су добијене структуре од 7 нм, са таласном дужином од 11,3-10,8 нм. И то је било још 2018.
Али ово је само један од начина за развој руске фотолитографске технологије. Постоји још један правац ЕУВ фотолитографије без маске, а то је употреба синхротронског зрачења као главног извора у литографској опреми.
А у Русији су у марту 2022. године, по налогу Министарства индустрије и трговине, почели да развијају концепт рендгенске фотолитографије без маске са таласном дужином мањом од 13,5 нм на основу синхротронског извора. За ове радове издвојено је 670 милиона рубаља.
Синхротронско зрачење се ствара у синхротронима - складишним прстеновима акцелератора - када се наелектрисане честице крећу.
У посао су укључени МИЕТ, зеленоградска компанија ЕСТО и зеленоградски синхротрон – сада технолошки складишни комплекс (ТНК) „Зеленоград“ Националног истраживачког центра „Курчатовски институт“.
Поједностављени дијаграм литографије заснован на синхротронском зрачењу.
Фотолитографија заснована на синхротронском зрачењу требало би да се појави за 5-10 година.
Важно је напоменути да је синхротронско зрачење следећа фаза у развоју фотолитографске технологије, захваљујући којој је могуће постићи топологије транзистора мање од 1 нм. Али акцелератор честица треба да буде прикључен на фабрику.
Пошто синхротрон може да постигне стабилно зрачење чак и мањих дугих таласних дужина у рендгенском опсегу, технологија ће бити крајња еволуција у литографској опреми, где ће произведене наноструктуре бити доведене до теоријске границе (мање од 1 нм), где ће даље смањење ће бити немогуће.
Даља технологија ће се развијати на путу „слојног колача“ – транзистори се могу постављати само један изнад другог.
А ово је сасвим други ниво, а то је атомско-микроелектронска индустрија.
Мада, зашто се чудити, Росатом је већ почео да развија квантне рачунаре и створио нову електронику, која укључује ПЦС и електротехнику и ЈСЦ Русатом Мицроелецтроницс.
Данас се више од 50% све електронике у свету (укључујући аутомобилску, свемирску и индустријску) производи по стандардима 360-180-65 нм.
Према овим стандардима, Русија ствара сопствене литографије, због чега је затворена сва потражња у електроници.
О овоме сам писао детаљније у чланку, укључујући и чињеницу да је топологија "3 нм" само комерцијално име и да ова технологија не укључује само смањење геометрије транзистора:
И традиционално, од Зеленограда, који сам ја, фотографија прве фабрике у изградњи у Русији за производњу процесора по 28 нм технологији и мање.
Рад се одвија без престанка.
Већ сам стигао до крова. Изградња је очигледно испред рока, јер је пуштање у рад предвиђено за крај 2024. године.
Зли језици су говорили да ће градилиште након увођења санкција бити угашено. Али, као што видите, само се убрзало.
А преко пута фабрике у изградњи, гради се студентски дом хотелског типа (И класе) за смештај висококвалификованог кадра који ће радити у фабрици.
У закључку можемо рећи следеће: Русија ће имати своје литографије, своју фабрику и своје прерађиваче. Иначе неће бити Русије...
П.С.
САД су раније увеле санкције водећим научним институцијама у Русији, укључујући и ИПМ РАН.
============================================
Чланци се објављују захваљујући подршци претплатника-спонзора . За спонзоре је увек отворена приватна дискусија, сви линкови ка изворима и студијама коришћени су у основи мојих чланака. Хвала вам пријатељи што подржавате канал!
original tekst
https://dzen.ru/a/Y342uPG8nBgGZkvE
|
