Pull to refresh

Вероятное будущее производства микроэлектроники: безмасочная многолучевая электронная литография от Mapper Lithography

Reading time 5 min
Views 43K
IT Infrastructure *
Кто-то вероятно уже слышал о том, что Роснано в конце 2012-го года инвестировала в компанию-разработчика оборудования электронной литографии Mapper Lithography. Что и как они делают, спасет ли это отечественную микроэлектронную промышленность — узнаем в этой статье.

Как мы помним, производство микросхем подразумевает последовательную обработку полупроводниковой пластины через экспонированный слой фоторезиста, изображение на котором обычно формируется оптическим способом: «сканер» через уменьшающий объектив проецирует изображение фотошаблона.

Этот подход имеет ряд недостатков: необходимость изготовления фотошаблонов для каждой новой микросхемы (опустим тут возможность группового производства) — приводит к тому, что продукты обязаны быть крупносерийными, миллионы штук, чтобы окупать стоимость фотошаблонов (до нескольких миллионов $ на каждый тип микросхемы). И с другой стороны — длина волны света ограничивает минимальные размер рисуемых элементов. Сейчас мировая промышленность уже вплотную подошла к теоретическому пределу разрешения оптической литографии: ~35nm для сканеров NA=1.35 с ArF лазерами на длине волны 193нм и ~18нм для литографии на жестком ультрафиолете EUV (однако в серийном производстве это пока не используется).

Есть и альтернатива: экспонировать фоторезист не светом, а электронным пучком — получается электронная литография. Электронный пучок можно фокусировать в точку гораздо меньшего размера, даже 1нм не проблема, но появляются и новые проблемы.

На фотографии — симуляция попадания электрона в электронрезист, демонстрирующая проблему с разрешением электронрезиста из-за рассеяния электронов.
Читать дальше →
Total votes 53: ↑53 and ↓0 +53
Comments 50

Коммерческая нанотехнология

Reading time 12 min
Views 14K
IT Infrastructure *
Sandbox

Введение


На данном форуме существует замечательный интерес к современной полупроводниковой (п/п) технологии и попытки разобраться, на каком этапе находится зеленоградский Микрон, российская кремниевая микроэлектроника, возможно ли «догнать и перегнать» запад в этой области хайтека (нам во многом понравилась статья habrahabr.ru/post/218171, мы продолжаем рассуждения на эту тему, даем некоторые ответы и уточнения на изложенные в ней сведения). В этом тексте мы приведем мнение человека, который 20 лет работал в американской п/п индустрии и несколько лет назад пытался вернуться в РФ и поделиться своим опытом и знаниями с российскими коллегами. Важно то, что он хорошо знает обе стороны и российскую, и американскую.
Читать дальше →
Total votes 44: ↑39 and ↓5 +34
Comments 10

This is Science: 3D оптическая печать переезжает на микроуровень

Reading time 3 min
Views 28K
Energy and batteries 3D printers Physics


Бум последних 5-7 лет – это различные виды 3D печати: будь то печать необходимых предметов в домашних условиях, печать человеческих органов или даже целых домов. Но что, если требуется напечатать конкретный материал, да ещё и в микромасштабах?
Даёшь 3D-печать на микроуровне
Total votes 29: ↑28 and ↓1 +27
Comments 2

This is Science: 3D электронная литография в массы

Reading time 3 min
Views 21K
Nanotechnologies Physics


Электронной литографией нынче не удивишь никого, ей пророчат весьма успешное будущее в микроэлектронике. Даже РосНано планирует к закупке электронно-лучевую литографию Mapper. А как на счёт материалов – что станет основой фоторезиста будущего?
Экспонируй меня полностью!
Total votes 25: ↑25 and ↓0 +25
Comments 10

Гибридные наноантенны — новая платформа для сверхплотной записи информации и создания наноустройств следующего поколения

Reading time 4 min
Views 8.4K
Dronk.Ru corporate blog Computer hardware Nanotechnologies Physics The future is here
Объединенная группа российских физиков разработала концептуально новую платформу на основе гибридных металло-диэлектрических наноантенн, открывающую возможность для эффективного управления светом и сверхплотной записи информации. Новая технология открывает возможности изготовления наночипов для оптических компьютеров следующего поколения и позволяет создавать широкий спектр оптических наноустройств, локализующих, усиливающих и управляющих фотонами света.

image
Подробнее
Total votes 10: ↑10 and ↓0 +10
Comments 11

Ведущие производители чипов присматриваются к фотолитографии в глубоком ультрафиолете

Reading time 11 min
Views 29K
Computer hardware CPU The future is here
Translation

EUV-сканер ASML NXE:3300B распечатывает чипы в лаборатории политехнического института SUNY

Даже после того, как вы натянули защитный костюм и проникли в цех Fab 8, его масштаб сложно оценить. Многие ряды высоких машин-«инструментов», занимают большую часть места на фабрике GlobalFoundries стоимостью $12 млрд, построенной в лесу г. Олбани штата Нью-Йорк. Тележки с кремниевыми подложками снуют под потолком по рельсам, проложенным наверху, будто небольшие тележки на американских горках. Если повезёт, то в то время, как вы стоите рядом с инструментом, одна из этих тележек опустится к нему и продвинет подложку к следующему шагу в технологическом процессе, занимающем три месяца. За это время кремниевый диск размером с тарелку превращается в чипы, пригодные для использования в смартфонах, ПК и серверах. Именно так: если вы начнёте делать микропроцессор в первый день нового года, готов он будет к началу весны.
Читать дальше →
Total votes 45: ↑43 and ↓2 +41
Comments 24

Первая микросхема :)

Reading time 5 min
Views 76K
Physics DIY Chemistry Electronics for beginners
Translation

Предисловие


Очень рад в подробностях рассказать о своей первой интегральной схеме и поделиться перипетиями этого проекта, которым занимался на протяжении прошлого года. Надеюсь, мой успех вдохновит других и поможет начать революцию в производстве домашних микросхем. Когда я приступил к этому проекту, то понятия не имел, во что ввязался, но в итоге узнал больше, чем когда-либо думал, о физике, химии, оптике, электронике и многих других областях.

Кроме того, мои усилия сопровождались лишь самыми положительными отзывами и поддержкой со всего мира. Искренне благодарен всем, кто мне помогал, давал советы и вдохновлял на этот проект. Особенно моим удивительным родителям, которые не только всегда поддерживают и поощряют меня как только могут, но и предоставили рабочее место и смирились с затратами на электроэнергию… Спасибо!



Без дальнейших церемоний представляю первую интегральную схему (ИС), изготовленную литографическим способом в домашних (гаражных) условиях — PMOS-чип двойного дифференциального усилителя Z1.
Читать дальше →
Total votes 146: ↑146 and ↓0 +146
Comments 167

Как на самом деле делают процессоры? РАЗБОР

Reading time 8 min
Views 58K
Droider.Ru corporate blog High performance *Manufacture and development of electronics *CPU
Как создаются современные процессоры? Насколько это сложный и интересный процесс и почему так важна некая Экстремальная УФ-литография? В этот раз мы копнули действительно глубоко и готовы рассказать вам об этой магии технологий. Располагайтесь поудобнее, будет интересно.

Вот вам затравочка — 30-килоВаттный лазер в вакууме стреляет по капле олова и превращает ее в плазму — скажете фантастика?

А мы разберемся как это работает и расскажем об одной компании из Европы, которая стоит тенью за всеми гигантами Apple, AMD, Intel, Qualcomm, Samsung и другими и без нее никаких новых процессоров бы и не было. И нет это, к сожалению, не Чебоксарский завод электроники.


Чтобы понять процесс экстремальной ультрафиолетовой литографии — нам надо для начала понять, что вообще такое фотолитография. Сам процесс по своей сути очень похож на то как печатаются фотографии с пленочных негативов на фотобумагу! Не верите — сейчас все объясним.
Total votes 85: ↑80 and ↓5 +75
Comments 104

Нанопечатная литография: крылья цикад и лак для ногтей

Reading time 9 min
Views 3.6K
ua-hosting.company corporate blog Popular science Biotechnologies Nanotechnologies


С точки зрения взаимодействия с жидкостями, грубо говоря, есть два типа материалов: гидрофильные и гидрофобные. Губки для мытья посуды, например, относятся к первой группе, так как отлично впитывают жидкости. Примером вторых могут быть листья многих растений, ибо они отталкивают жидкости. На первый взгляд все достаточно просто, однако более внимательное рассмотрение гидрофобных и гидрофильных материалов указывает на важность наноразмерных поверхностных особенностей, которые и влияют на взаимодействие с водой или другими жидкостями. Ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США) создали новый метод литографии, позволяющий получить материал с высокой степенью гидрофобности, вдохновением для которого стали крылья цикад. Почему именно эти насекомые стали фундаментом исследования, в чем особенность новой методики, и насколько удачно искусственный аналог копирует оригинал? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.
Читать дальше →
Total votes 23: ↑22 and ↓1 +21
Comments 5

Сонолитография: акустическая печать микрочастицами

Reading time 10 min
Views 1.8K
ua-hosting.company corporate blog Popular science Physics Health Chemistry


Дети, воистину, удивительные создания. Они способны на непонятном для нас, взрослых, уровне воспринимать окружающий мир, превращая даже самые сложные и запутанные законы природы в веселую игру. Стоит показать ребенку, что нанесенный на камешек рисунок потом можно перепечатать с камня на бумагу, как все вокруг становится холстом для шедевра юного художника, от пола и стен, до комнатных растений и домашних питомцев (кто сказал, что нельзя поставить штамп на кота?). За детской шалостью скрывается вполне взрослая техника печати, называемая литографией. За долгие годы существования данной техники она была преобразована в новые форматы с учетом новых технологий: ионно-лучевая, нанопечатная, рентгеновская, ультрафиолетовая и т.д. И вот ученые из университета Бата (город Бат, Великобритания) решили объединить литографию и акустические волны, что позволило им получить контроль над микрочастицами внутри жидкостей. Как именно использовался звук в литографии, какие частицы подвергались воздействию, и что из этого вышло? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Total votes 21: ↑20 and ↓1 +19
Comments 2

Магия создания процессоров: травление и осаждение. Разбор

Reading time 7 min
Views 7.7K
Droider.Ru corporate blog Professional literature *Popular science CPU
Современное производство процессоров иначе как произведением технологического искусства назвать просто язык не поворачивается. Когда начинаешь разбираться с тем какое количество в нем тонкостей и элегантных технологических решений, то просто взрывается мозг. Сегодня мы вам расскажем о двух важнейших этапах при производстве процессоров, а также объясним что общего между созданием процессоров и ковровыми бомбардировками, зачем нужно греть материалы сфокусированным лучом электронов и как получают металлический пар из самого тугоплавкого металла в мире.



Начнем, как обычно у нас принято, с основ. Как мы уже не раз говорили: транзистор — основа всех процессоров. Но сам по себе одиночный транзистор мало что может. В современных чипах их миллиарды!
Читать дальше →
Total votes 14: ↑12 and ↓2 +10
Comments 20

Вторая микросхема :)

Reading time 5 min
Views 23K
Дата-центр «Миран» corporate blog Manufacture and development of electronics *DIY Chemistry Electronics for beginners
Translation
В 2018 году у себя гараже я изготовил первую интегральную схему, это был двойной дифференциальный усилитель Z1. Тогда я заканчивал школу, а сейчас уже выпускаюсь из колледжа. Очевидно, пришло время улучшить производственный процесс.



Z1 с шестью транзисторами представлял эксперимент для отработки всех процессов и проверки оборудования. В теперешнем Z2 уже 100 транзисторов c поликремниевым затвором 10 мкм — та же технология, что и в первом процессоре Intel. Здесь просто массив 10×10 транзисторов для тестирования, определения характеристик и настройки процесса, но это огромный шаг к более продвинутым самодельным чипам. В Intel 4004 было 2200 транзисторов, а я разместил 1200 на такой же пластине.
Читать дальше →
Total votes 85: ↑85 and ↓0 +85
Comments 19

В России создадут собственные литографы, поможет ли это отечественной микроэлектронике?

Reading time 11 min
Views 126K
Reading room Manufacture and development of electronics *

Удивительно, но новость из заголовка сообщество почему-то обошло стороной, либо вокруг неё не было особого обсуждения, что достаточно странно, учитывая традиционную заинтересованность аудитории микроэлектроникой. Что ж, давайте восполним этот пробел. Если вам просто интересен вопрос, или же вы специалист и вам есть что сказать - так или иначе добро пожаловать под кат.

Ведь где иначе искать истины в этом вопросе, как не на Хабре...

Под катом очень много буков...
Total votes 317: ↑292 and ↓25 +267
Comments 729

Импортозамещение Китая и дефицит чипов привели к многократному удорожанию б/y оборудования для литографии

Reading time 5 min
Views 21K
Selectel corporate blog Research and forecasts in IT *Manufacture and development of electronics *Statistics in IT IT-companies

Дефицит чипов продолжает усугубляться. Дорожает буквально все — процессоры, графические чипы, компоненты для автомобильной промышленности и даже обычные полупроводниковые компоненты. SSD, оперативная память, даже контроллеры для дисплеев растут в цене, соответственно, растут цены на технику, в состав которой входят все эти элементы.

Чипов требуется все больше и больше, а значит, производители ищут разные способы удовлетворить дефицитный спрос. Наиболее очевидный способ — увеличить объемы производимых компонентов, но производственные линии у большинства производителей чипов загружены почти на 100%. Соответственно, многие компании начинают увеличивать количество таких линий, но и здесь все непросто — ведь необходимо соответствующее оборудование. Оно и раньше пользовалось огромным спросом, а теперь и вовсе нарасхват. Стоимость даже относительно старого литографического оборудования взлетела в разы, но и это не останавливает покупателей. Что творится на рынке («творится» как раз правильное слово для описания ситуации) — под катом.
Читать дальше →
Total votes 48: ↑47 and ↓1 +46
Comments 21

Путь к сердцу полупроводниковой фабрики: какие литографы доступны России?

Reading time 9 min
Views 22K
Manufacture and development of electronics *CPU

Введение санкций против России и, как следствие, отказ компании TSMC исполнять заказы отечественных дизайн-центров, привёли к ситуации, когда вопрос «где и как производить отечественные чипы» стал ребром. Самым передовым, потенциально доступным промышленным техпроцессом в России, является 90 нм, что в большинстве случаев не подходит для производства современной  микроэлектроники. Поэтому, постройка нового завода на территории России, способного создавать чипы на более современных техпроцессах, стала как никогда актуальной. Для осуществления такой задачи необходимо наличие множества специфичных компетенций, химии, оборудования. Но без преувелечения ключевым элементом любой полупроводниковой фабрики является литограф (вернее даже, литографЫ).  Именно характеристики литографа в первую очередь определяют размер техпроцесса, именно литографы являются самым дорогостоящим оборудованием, вокруг которого, по сути, строится завод. В данном обзоре хотелось бы рассмотреть текущую ситуацию с доступностью литографического оборудования в России – что имеется/разрабатывается у нас и что потенциально возможно купить на стороне.

Читать далее
Total votes 84: ↑83 and ↓1 +82
Comments 96

Технология электронно-много-лучевой литографии

Reading time 6 min
Views 8.6K
Manufacture and development of electronics *
Recovery mode

Скорость засветки у электронно-лучевого литографа на порядки меньше скорости засветки у лазерного генератора фотошаблонов.

На один фотошаблон может потребоваться до нескольких суток, а если учесть что полный комплект фотошаблонов для микросхемы может состоять из 80 шт. этих фотошаблонов, то срок производства комплекта фотошаблонов (масок) может занять несколько месяцев.

Учитывая стоимость электронно-лучевого литографа (порядка 15 млн. USD), становиться понятно, почему комплект масок для техпроцесса 130 нм может стоить 500 тыс. USD, а для продвинутого техпроцесса 7-14 нм может легко уйти за 10 млн. USD.

Может стоит ускориться?

Как это делают можно узнать под катом
Total votes 63: ↑63 and ↓0 +63
Comments 42

Mapper — наш, или еще одна технология электронно-много-лучевой литографии

Reading time 7 min
Views 6K
Manufacture and development of electronics *

Коротко описанная в предыдущей статье технология от IMS обладает недостаточной производительностью, чтобы конкурировать на рынке массового производства микросхем. Она хороша для производства фотошаблонов, а также прототипов и малый партий, т.к. исключат такое дорогостоящее звено, как фотошаблоны (маски).

Однако, примерно в то же самое время, когда в Австрии на IMS конструировали свою установку, в Нидерландах тоже решили попробовать силы в этом направлении.

Причем, поставили себе задачу достичь производительности не меньше 10 шт./час для пластин 300 мм.

MAPPER — акроним расшифровывается, как Multiple Aperture Pixel by Pixel Enhancement of Resolution, т. е. многоапертурное попиксельное улучшение разрешения. Название технологии почти никак не связанное с ее сущностью.

Что из этого получилось...
Total votes 32: ↑31 and ↓1 +30
Comments 0

Полупроводниковые войны — американское видение ситуации

Level of difficulty Medium
Reading time 8 min
Views 11K
Manufacture and development of electronics *CPU
Analytics
Translation

Пробелы в новых ограничениях на поставку литографического оборудования в Китай — ASML, SMEE, Nikon, Canon, EUV, DUV, ArFi, ArF Dry, KrF и фоторезист.

Читать далее
Total votes 36: ↑35 and ↓1 +34
Comments 27

KLA-Tencor — революция в много-лучевой электронной литографии

Reading time 7 min
Views 4.4K
Manufacture and development of electronics *

KLA-Tencor Corporation – крупный производитель оборудования для всех этапов производства микроэлектроники: пластин, матриц, микросхем и упаковки. От исследований и разработок до конечного серийного производства. В корпорации прекрасно понимают потребности и тенденции в отрасли и продолжают разработку электронно-многолучевой технологии при финансовой поддержке от DARPA в рамках программы Безмасочной Нанолитографии (Maskless Nanowriter Program).

Технология от KLA-Tencor – самый изощренный представитель электронно-многолучевой литографии.

Электронные микрозеркала, вращающийся стол

И другие радикальные решения...
Total votes 29: ↑29 and ↓0 +29
Comments 12

Производство микросхем в гараже. Студент из Нью-Джерси показал свою домашнюю лабораторию

Reading time 4 min
Views 31K
Дата-центр «Миран» corporate blog Manufacture and development of electronics *CPU DIY Electronics for beginners


В 2018 году на Хабре рассказывали о школьнике, который изготовил двойной дифференциальный усилитель Z1 в гараже своих родителей. Накупив устаревшего оборудования на распродажах, Сэм Зилоф (Sam Zeloof) оборудовал настоящую лабораторию или мини-фабрику по вытравливанию микросхем. Мы опубликовали перевод его статьи 2021 года с описанием нового чипа Z2 с сотней транзисторов c поликремниевым затвором 10 мкм — той же технологией, что и в первом процессоре Intel.

По сути, 22-летний парень повторяет развитие полупроводниковой индустрии прошлого века, а скоро достигнет уровень 1990-х годов. Сэм показал свою лабораторию и рассказал о работе над новым чипом Z3.
Читать дальше →
Total votes 53: ↑53 and ↓0 +53
Comments 37
1