重生之大学霸
时间:2023-05-24 来源: 作者:鹿林好汉
杨杰也从来没有说自己要把半导体材料整个市场给吞下来的想法,这些公司在这些细分领域持续研发了这么多年了,自然是有其过人之处。
而且华兴集团公司现在已经掌握了半导体产业最核心的技术,自然也是有底气进行合作的。
而且这些公司也是十分乐意跟华兴集团公司进行合作,为华兴集团公司开发各种高阶的光刻掩膜光罩。
现在国内成了全世界最大的芯片生产基地,这几家光罩厂自然对兔子国国内的半导体市场十分重视,丰创集团公司还在潭州市这边建设了最高等级的光罩厂,专门为中晶微、华越电子公司、华晶集团公司、天马科技公司等公司提供高端的光罩。
华兴集团公司现在正在研发极紫外光光刻机,自然也是跟丰创集团公司有过接触,希望他们能够研发出极紫外光光刻掩膜的光罩。
极紫外光光刻机光刻的时候使用镜面反射光而不是用透镜折射光,所以采用的光掩膜版也需要改成反射型,改用覆盖在基体上的硅和钼层来制作,同时因为极紫外光光刻机因为制程工艺极高,对光掩膜版的准确度、精密度、复杂度要求比以往更高。
当前制作掩膜版普遍使用的可变形状电子束设备,其写入时间成为最大的挑战,解决方案之一是采用多束电子束设备,这就需要这些生产制造电子束设备的公司开发相关多束电子束产品。
也是因为极紫外光光源破坏性太大,就算是丰创集团公司能够提供光刻掩膜,但是华兴集团公司也必须要研发出光掩膜的保护层薄膜,提供阻隔外界污染的实体屏障,可以防止微尘或挥发气体污染光掩膜表面,减少光掩膜使用时的清洁和检验。
而且这些薄膜的对光源的透射率太差的话,会大大地影响到光刻机的产量,如果光刻机的每个小时的晶圆吞吐量过低的话也是杨杰不能忍受的。
为了达到这些设计目标,华兴集团公司还有大量的研发要去做,没有个五六年的功夫这些技术是无法成熟起来的。
重生之大学霸 858章 寡头公司!
杨杰对此倒是有足够的耐心,前世的时候艾斯摩尔公司也是花费了十多年时间和技术积累才推出了紫外光光刻机产品出来。
其实从2000年以来,在光学光刻技术努力突破分辨率“极限”的同时,海外很多研究机构也是在研发包括极紫外线光刻技术,电子束光刻技术,x射线光刻技术,纳米压印技术等不同的光刻技术。
其中x射线光刻技术被提出来进行研发的主要原因是因为x射线的波长极短,x射线在用于光刻时的波长通常在0.7到0.12纳米之间,它极强的穿透性决定了它在厚材料上也能定义出高分辨率的图形来。
不过这种技术现阶段来说有两个极大的困难,一个就是如何得到能够长时间稳定可靠工作的光源,到现在为止,世界上还没有办法造出符合这样条件的的光源来,因为现阶段人类制造出第三代同步辐射光源都已经拿出吃奶的劲了。
而且使用x射线光刻技术最主要且最困难的技术就是掩模制造技术,其中1:1的光刻非常困难,是妨碍技术发展的难题之一。
在过去的发展中,科学家对其已经得到了巨大的发展,也有一些新型材料的发现以及应用,有一些已经在实验室中得以实践,但对于工业发展还是没有什么重大的成就。
x射线掩模的基本结构包括薄膜、吸收体、框架、衬底,其中薄膜衬基材料一般使用硅、碳化硅、金刚石,吸收体主要使用金、钨等材料。
要能够使x射线以及其他光线的有效透过,且保障其有足够的机械强度,具有高的x射线的吸收性,且要足够厚,保障其高宽比的量,且其要有高度的分辨率以及反差,对于其掩模的尺寸要保障其精度,要没有缺陷或者缺陷较少。
另外还要研发特殊的光刻胶,难度比华兴集团公司研制极紫外光光刻胶的难度还要大。
所以这项技术只能是作为预研,现阶段根本没有实现的可能。
至于一些研发机构进行研究的纳米压印光刻技术,主要包括热压印、紫外压印以及微接触印刷,这个技术原理就跟盖章一样,采用高分辨率电子束等方法将结构复杂的纳米结构图案制在印章上,然后用预先图案化的印章使聚合物材料变形而在聚合物上形成结构图案。
不过这种技术也是受限于现阶段设备制造技术和化学材料技术,就算是用这种技术也需要极为精密的电子束设备在碳化硅材料上进行刻蚀图案,还要研发涂敷在晶圆上的不同聚合物,工艺也并不简单,也需要大量的厂商进行合作。
现在光刻技术已经是非常成熟了,大量的厂商都能从这个过程中得到利益,谁会愿意为了一个谁也不能保证一定成功的新工艺方法来投入大量的人力物力财力去研发这些,轻易地改变自己的技术路线呢!
而且极紫外光则是目前距实用化最近的一种深亚微米的光刻技术,因为鹰酱在八十年代就对极紫外光技术进行了理论上的探讨并做了许多相关的实验,而且也是第一个造出第三代辐射同步光源的国家。
可以说鹰酱砸很多技术领域都是走在最前面的,但是九十年代鹰酱努力地发展金融产业,大量的资本涌入了金融产业,国内的实体制造业也是受到了很大的冲击,鹰酱国内的唯一一家光刻机公司也是卖给了艾斯摩尔公司,虽然大量的研究机构还是能得到足够的经费,而军工集团公司因为军火出口制造的能力并没有下降得厉害,但是因为民间的企业都是经营困难破产的破产,转移产业的转移产业,整个国家的制造能力实际上是处于不断下滑的状态。
而这十年间兔子国内的制造实力却是处于一种急速提升的状态,尤其是华兴集团公司能够设计制造出高精密的加工机械设备和在材料技术上的进步,连带着国内整体制造实力都是往上迈上了一个很大的台阶。
能够在这么短的时间里面建设出来国内第一座第三代同步辐射光源设施并且大部分的仪器设备都能够自己设计制造出来就非常好地体现出来了。
杨杰倒是希望鹰酱能够自己意识到自己国内的问题时间更晚一些,尽量地为自己的公司和国内多争取发展的时间。
不过他也知道鹰酱要想再实现自己制造业强大的可能性并不是很大,除非碰上一个特别的历史机遇或者有那么一个非常强势的政治人物上台花非常大的力气才能扭转颓势,否则国力衰退只是一个迟早的问题。
杨杰要现在要做的就是要紧紧地咬住这个历史机遇,努力地将手中的掌握的核心技术继续投入研发下去,别的不说,半导体产业最核心关键的光刻机技术和光刻机的市场他是要死死地攥在手里的。
现在微电子行业的发展已经是受到重重阻碍,从微电子技术的发展过程能分析判断出,若不早日推出极紫外光刻技术来对当前的芯片制造方法做出全面的改进,将使整个芯片工业处在岌岌可危的地步。
从现在来看,华兴集团公司在极紫外光光源和镜组方面的技术已经是掌握了,接下来的就是如何将光源和镜组小型化,虽然这中间还有很多的工程技术难题,但是这对华兴集团公司已经不是什么特别困难的事情了,几年之内是能够可以解决的。
至于双工件台的精度误差控制在两纳米之内的高难度工程技术难题现在因为瑞星科技公司在磁悬浮技术上的研发上已经取得了很大的突破,现在瑞星科技公司的工件台运动精度误差控制在两到三纳米之间,已经是追上了艾斯摩尔公司的技术水平。
因为瑞星科技公司是最早研发沉浸式光刻机技术的,在这方积累了大量的技术专利,艾斯摩尔公司到今年才好不容易造出了第一款沉浸式光刻机出来,而且卖得很贵,足足比瑞星科技公司的g系列光刻机多出了一千万美金。
欧洲和鹰酱的一些晶圆厂也是为了不想一直被瑞星科技公司捏着喉咙也是采购了几十台,不过跟瑞星科技公司去年光是光刻机的销量就达到了198台左右,占到了百分之六十五的市场份额,成为了光刻机市场的寡头公司。
重生之大学霸 859章 最后希望!
前年是瑞星科技公司的的一个分水岭,自从瑞星科技公司在研发浸液式光刻机成功后,也是开始大批量地将这些技术延伸到了所有的产品线,推出的氟化氪光刻机和氟化氩光刻机产品线迅速地被国内外的晶圆厂开始采购。
大量的晶圆厂开始抛弃了霓虹国的光刻机,纷纷转为采购瑞星科技公司的产品。
尤其是去年鹰酱国内的英特尔等知名的半导体厂商都是采购瑞星科技公司的产品,更是让霓虹国的佳能和尼康生产光刻机的业务遭受了重挫,市场份额那是直线下滑。
今年瑞星科技公司的光刻机产量也是达到了一个峰值水平,艾斯摩尔公司的到现在也只卖出去五十台的样子,而霓虹国的两家光刻机产量就更为可怜了。
乐观估计的话,今年瑞星科技公司光是在光刻机这一个业务上就能实现净销售额90多亿美金,净收入在40多亿美金,利润率极高。
如果加上刻蚀机和离子蒸镀设备这些业务的话,瑞星科技公司一年总的营收突破了两百亿美金。
而且因为客户都是企业,所以瑞星科技公司也不需要打广告什么的,销售人员也是很少,而且卖得都是高科技产品,自然利润极高。
而国内外为瑞星科技公司提供零部件的这些公司也是获利不菲。
光刻机的零部件有5000个左右,瑞星科技公司大部分的零件都是从国内外采购,采购的零件能够占到百分之七十八左右,其中国外采购量能占到总采购量的百分之四十,国内能占到百分之六十。
这些零部件的设计标准都是瑞星科技公司自己制定出来的,标准非常严苛,自然是保证了光刻机产品的质量和精度。
而瑞星科技公司主要研发的技术在组装、校准、精度、产品硬件和软件的稳定可靠性这些上面,用吹毛求疵来形容那是丝毫不过分的。
公司通过七八年的打磨和技术积累才达到了一个非常高的水准,而且这个标准随着制程工艺的进步还要进一步提高才能到达产品设计要求,可以说是一个没有尽头的道路。
这些公司制定出来的标准才是最重要的东西,现在就算是其他的公司拿到所有零件也不可能模仿出来。
杨杰对艾斯摩尔这家公司在今年也是推出类似的沉浸式光刻机产品来也是十分注意,这家公司在今后将是瑞星科技公司强劲的对手,路数跟瑞星科技公司十分相似,而且也是绕开了瑞星科技公司的技术专利,也足以证明了这家公司之前积累下来的深厚技术功底。
何玉光此前也是向杨杰建议向艾斯摩尔公司发起专利侵权的官司,不过杨杰却是否掉了。
有这么一家公司来跟瑞星科技公司竞争也是好事,如果这个市场真的只剩下一家公司后也会让瑞星科技公司失去动力的。
本来市场就是靠着产品技术实力来说话,说破了大天,结果产品技术不行什么都是虚的。
光刻机是昂贵的工具机,英特尔作为深紫外光光刻机的推动者,也是早就希望光刻机制造商能够推出这类的光刻机,但是现阶却是没有一家光刻机制造商能够量产,因为这个技术实在太难了,现在华兴集团公司也只是掌握了部分的技术。
杨杰也是让瑞星科技公司加快研制深紫外光光刻机的研发进度,也是希望能够在五年内能够让大部分的技术变得成熟起来,至少在抢在艾斯摩尔公司之前将这套深紫外光光刻机实现量产。
因为沉浸式光刻机的193纳米波长的氟化氩光源极限制程工艺只能达到22纳米,虽然说芯片制造商能够使用193纳米氟化氩沉浸式光刻机使用多重成像技术能够勉强地将制程工艺提升到16到14纳米节点甚至能够达到乃至10及7纳米节点,但是这种多重曝光技术增加曝光次数,导致成本显著上升,良率、产出大幅下降的问题。
如果这个时候深紫外光光刻机还不能实现量产的话,那么国内的制程工艺也就陷入了停滞状态,这个是杨杰不希望看到的。
他是希望在28到14纳米制程工艺节点的时候深紫外光光刻机就能实现量产,继续推动制程工艺往下走下去。
相比沉浸式光刻加三重成像技术,深紫外光光刻技术能够将金属层的制作成本降低9%,过孔的制作成本降低28%。
随着制程工艺逐渐逼近极限,深紫外光光刻机的光源需要不断地提升,镜组的孔径数值要更高,这些都是人类的工艺的极限挑战。
不过作为一个技术狂,像这样的技术的极限挑战却是让杨杰乐此不疲,要是不将这些拦在自己面前的技术困难给攻破,他是不能容忍的。
到时候他也是很希望自己很牛掰地跟媒体说:“如果我们交不出极紫外光光刻机的的话,摩尔定律就会从此停止。”
这个感觉才是让感科技工作者感觉到最爽的。
前世的时候,因为极紫外光光刻机的技术难度、需要的投资金额太高,另外两大微影设备厂──霓虹国的尼康和佳能都是放弃开发,艾斯摩尔公司成为半导体业能否继续冲刺下一代先进制程,开发出更省电、运算速度更快的电晶体的最后希望。
现在杨杰是希望自己旗下的瑞星科技公司成为这个最后的希望,能够让国内的半导体产业继续在这方面领先。
如果能做到这一点,这也是他这一生当中做得最骄傲的事情之一。
现阶段来说,深紫外光光刻机的原理已经不是什么秘密,做出深紫外光光刻机的原理样机很多公司都是能够做到的,但是在光源、镜组、光刻掩膜光罩、光刻机方面却是存在着大量需要攻克的工程技术问题,但是国内外很多研究机构和公司企业对这些难关的解决方案正在研究当中,一旦将这些难题解决,极紫外光刻技术在大规模集成电路生产应用过程中就不会有原理性的技术难关了。
杨杰深知这是个无比浩大的工程,光是靠华兴集团公司也是没办法做到的,只能和公司的这些供应商联手去解决了。
重生之大学霸 860章 重视!
杨杰随后也是来到了另外一间用户控制室,见到了维克托等人也是在做着实验,维克托他们正在研究一种燃料电池的新型催化剂。
他们使用扫描隧道显微镜和环境压力的x射线光电子能谱研究根据实际情况下催化剂的结构和组成。
杨杰也还是跟众人聊了一阵技术上的事情,这才离开。
当视察完这七条线站,时间也是来到了晚上十点多。
杨杰正当准备去附近的住宅区休息的时候,燕京市的市委一把手陈方通也是匆匆地赶了过来。
这位有些谢顶的男人此时红光满面,隔着一段距离都能闻到他身上的酒气。
“哎呀,杨少,我晚上正在招待南韩的代表,听到你过来了,半途中就溜了,没来得及迎接你,实在对不住呀!”
陈方通握着杨杰的手声音响亮地说道。
“我也是临时起意赶回来的,刚刚我也是看完这座实验室,明天我也是要去拜访您的。”
杨杰笑着道。
“杨少也是难得过来,是我应该来跟你畅谈一番的。”
陈方通笑着说道,顿了顿问道:“杨少这是准备去哪儿?”
“正准备去这边的住宅区休息呢,要不您去那里一起喝杯茶?”
“那敢情好!”
陈方通笑着道。
在去往附近住宅区的时候,陈方通也是感慨地说道:“我也是没想到这座神光光源大型实验室能够这么快建成,速度比欧洲这些国家还要快。”
“必须得快呀,我们华兴集团公司有大量的实验要做,去鹰酱那边的实验室做实验的话实在是太耽误时间了。”
“是呀,不仅华兴集团公司有大量的实验咬着,国内的很多科研机构也是有很多的实验要做,像这样的非常关键的大型实验室实在是太重要了……”
陈方通点头说道:“金山市的这座光源设施迟迟不能动工,也难怪杨少想要另起炉灶了。”
金山市光源项目是前任金山市市长许昆林主导的项目,不过他跟耿建彪之间之前一直有龃龉,在后者担任金山市市长和市委一把手这些年里面却是出于个人的恩怨一直压着这个项目。
而且这位自从进了常委后可是没少说华兴集团公司的坏话和暗中搞破坏,不过华兴集团公司一直都是合法经营,而且客户主要是消费者和企业,再加上华兴集团公司跟这些中央大佬们的之间的沟通还是非常流畅的,倒是没有让这位给坏了事。
杨杰笑了笑,他并不想在这个话题上展开下去,说道:“为这件事李开元首长可是批评我了,今后神光光源有限公司能不能做成功还要仰仗您的支持呀!”
“哈哈,杨少请放一百个心,这个科学园和创新区我是一定要让它做成功的,我不会允许其他人随便来阻挠和干涉。”
陈方通一脸坚定地说道:“说实话,如果只是要政绩的话,我拉过来一些项目就能够交出一份漂亮的成绩单,不过我认为第三代同步辐射光源才是燕京市这边最需要的大科学装置。”
“虽然现在燕京市这边有了大型正负电子对撞机这个大科学装置,但是这大科学装置这么多年了实际上产出的科技成果实在有限,到上世纪60年代,物理学家已经发现了100多种粒子,这么多年了,科学家在这方面的研究进展实在是太慢了,很多都是猜想,还不能通过这样的装置来进行验证。”
现阶段科学家要想观察原子核内部真实的情况是做不到的,之前只能是用对撞机将正负电子撞击撞碎这些电子后通特殊的仪器来记录捕捉到里面粒子的能谱来发现粒子的情况。
只是这些粒子都是不稳定的粒子,绝大部分都是转瞬即逝,极难被观察、记录和描述,更不用说捕捉好存留了。
同时碰撞前后还会产生新的粒子,也都是些不稳定的粒子,总之等碰撞完毕后留下的都是常规的稳定粒子或者半衰期不稳定的粒子,这对研究毫无意义。
就算是运气好发现了新粒子,也只能是根据新粒子对原有的物理理论模型做一个补充,科学家还是不明白这些粒子之间相互作用到底是怎么的情形,只能是做一些猜想,而这些猜想需要不断地碰撞来进行验证。
因为之前科学家们根本没有手段来直观地观察这些电子内部的情况,对撞机设施的建设可以说是其中的一种手段而已。
同时科学家们不断地开始研发用来观察分子和原子的光源,目的就是为了搞清楚分子和原子内部的情况。
现在科学家们正在努力地研发第四代光源,也就是x射线激光器。
在杨杰前世记忆中,这种光源还是率先由鹰酱造出来的,也是在2009年4月份的时候,鹰酱的的直线加速器相干光源在加州的国家加速器实验室诞生。
这个巨型激光器长130米,由2英里长的直线加速器的最后一公里将电子能量从4.3gev加速到136gev,每次启动装置需花2小时。该装置建成耗时3年,而从计划提出到完成开工准备历时差不多是10年时间。
这也是世界上第一个发射硬x射线的自由电子激光器,输出波长在0.15~1.5纳米之间可调谐,每个脉冲包含10万亿个x射线光子。
有了这个利器,科学家们可以利用它来不仅可以解开病毒和细胞原子结构之谜,而且可在纳米粒子中制作三维图像、记录化学反应并观察粒子内部的反应过程。
有了这套装置科学家可以直观清楚地看到电子碰撞后是怎么样的一个情况,这对基础物理研究是一个更为高级的工具。
第三代光源能“看”清楚分子、原子外表和化学键,而第四代光源则是能非常清楚地“看”都原子内部各种粒子的活动情况,这对彻底搞清楚这个宇宙运行规律有着绝对重大的意义。
这个也是科学家们都是梦寐以求的超级工具,而且对各种技术领域来说都是有着非常重大的现实意义。
虽然说燕京在八十年代就有了正负电子对撞机这个大科学装置,同时也提供了同步辐射光源,部分时间按同步辐射专用模式运行,在专用模式下,总体性能大体达到第二代光源水平。
加上科技大学的那套国家同步辐射国家实验室光源设施也只能提供第二代光源。
而杨杰投资建设的这套神光光源设施可以提供极紫外光光源,已经是非常接近x射线波长,算得上软x射线激光光源,距离第四代光源只是一步之遥,也可以算得上第四代光源,是国内现阶段来说最先进的光源。
陈方通对此自然是极为重视的。
重生之大学霸 861章 气魄!
陈方通虽然不是搞技术出身,不过他的父亲却是知名的物理方面的大教授,家中都是高级知识分子,耳濡目染之下对科学技术的认知自然是超过了很多的官员。
前几年闹得人人自危的瘟疫病毒结构最后还是这个燕京市的大型正负电子对撞机提供的辐射同步光源大分子晶体线站实验站里面观察到了,同时砒霜治疗白血病的分子机制,也是通过这个实验站观测得到。
另外古生物学家还利用同步辐射装置对一块琥珀进行了无损成像,得到了隐藏在琥珀中的恐龙尾部椎骨的高质量投影图像,进而构建出恐龙尾部的高清3d形态,凭借此技术,人类有史以来第一次在琥珀中发现恐龙化石。
这个大型科学实验装置也是得到了很多的学术成果,而这个装置的主业——观察原子内部粒子的进度却是很少出成果。
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