第129章 打斷光刻機的進程


  正所謂時勢造英雄,當時已在台積電擔任光刻技術研發負責人的林本堅,早已注意到這個瓶頸。

  ……

  林本堅,男,1942年出生在越南,中國台灣人,祖籍廣東潮汕,美國國家工程院院士,台灣「中央研究院」院士,台灣清華大學、台灣交通大學、台灣大學特聘講座教授,清大—台積電聯合研發中心主任。

  林本堅1963年獲得台灣大學電機工程學系學士;1970年獲得美國俄亥俄州立大學電機工程學系博士;2000年—2015年在台灣積體電路製造股份有限公司任資深處長、傑出科技院士和副總經理;2008年當選美國國家工程學院院士;2014年當選台灣「中央研究院」院士;2015年底從台積電退休。

  林本堅專注於半導體製程中的微影技術的研發,帶領團隊創造出許多領先全球的技術,包括1.25微米、1微米、0.75微米、0.5微米、0.35微米的微影技術。

  ……

  他換個角度思考,發現可以在原有193納米乾式光刻鏡頭上發展浸潤式光刻,改用水代替空氣作為介質,注入為浸潤式設計的鏡頭與晶圓上的光阻之間,把進入光阻的光波長縮到134納米。

  (原理很簡單,就是通過水的折射改變光的波長。)

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  因而提高44%解析度的影像就可以轉接到晶圓的光阻上,讓刻出的電路更精細。就是這個思考讓林本堅相信,改變原本的193納米乾式曝光為浸潤式,就可以讓工藝前進兩代半甚至三代。

  同年,林本堅受邀到美國參加一場以157納米波長為主題的研討會,本來大會邀請林本堅是去討論157納米工藝的。

  結果林本堅直接拋出了「運用水作為193納米浸潤式的介質,可以超過乾式的157納米」的論點,整個會場就像被扔下了一顆炸彈,所有人的思路都被打開了。

  大家直接拋棄157納米議題開始討論193納米浸潤式。

  不過,台下的晶片業者也都提出了自己的疑問,有人提到水會不會產生氣泡?水會不會污染設備?是不是要做防水?怎麽做?水遇熱會膨脹,折射率會改變,怎麽解決?

  既然是林本堅提出來的,那解決問題的重任自然也就落到他身上。

  但解決了問題還不夠,「最重要的是做量產機器的廠商願意投入才行啊。

  配套的廠商總共在157納米光刻機研發上投入了不下十億美元,更有廠商建好了157納米鏡頭材料的工廠。」

  林本堅的理論若被採用,等於宣告其他的人前功盡棄。

  台積電高層蔣尚義曾回憶,「(當年)確實有大公司的高層領導表達嚴重關切,希望我能管管他(林本堅),不要攪局。」

  林本堅提出的浸潤式光刻技術在台積電高層張忠謀、蔣尚義的大力支持下,開始放手一博。

  一批曾和林本堅一起奮鬥的台積電領導記得,起初反對方常在國際研討會上與台積電針鋒相對,質疑以水做為介質易產生污染,且水中的氣泡會影響曝光等等。

  對外界疑慮有備而來的林本堅,決定更徹底解決,便帶著團隊做該做的實驗,寫該寫的論文。他自己也完成三篇論文,投稿到國際期刊,連還未被提出的質疑也一併設想、響應。

  除了技術的理論,林本堅的溝通也做得徹底,當時他跑遍美國、RB、荷蘭與德國等地,一一拜會業界,勸說他們繼續投入157納米是浪費錢浪費時間,促使艾斯摩爾與尼康等國際大廠轉向。

  「原本一個美國大廠的代表說他們絕不用這科技,結果一年後,他們也用了。」

  ……

  而這樣的在前期的大量技術投入和之後選擇方向的分歧,就導致了光刻機領域王座的交替。

  尼康選擇了在157nm上一條道走到黑,卻沒意識到背後有位虎視眈眈的攪局者——阿斯麥。

  畢竟這只是理想情況,在精密的機器中加水構建浸潤環境,既要考慮實際性能,又要操心污染。如果為了這一條短期替代方案,耽誤了光源研究,吃力不討好只是其次,被對手反超可就不好看了。

  當時尚是小角色的阿斯麥決定賭一把,相比之前在傳統乾式微影上的投入,押注浸潤式技術更有可能以小博大。

  於是和林本堅一拍即合,僅用一年時間,就在2004年拼全力趕出了第一台樣機,並先後奪下IBM和台積電等大客戶的訂單。

  尼康晚了半步,很快也就亮出了乾式微影157nm技術的成品,但畢竟被阿斯麥搶了頭陣,更何況波長還略落後於對手。

  等到一年後又完成了對浸潤式技術的追趕,客戶卻已經不承認「老情人」,畢竟光刻機又不是小朋友玩具,更替要錢,學習更要成本。

  隨後兩者的差距越拉越大,尼康的光刻機也就只能在中低端使用了。

  (注意:我們現在說的光刻機製程絕大部分都是「浸潤式」DUV深紫外光光刻機,7nm以下用的才是EUV極紫外光光刻機。)

  ……

  因此,可以說林本堅提出的「浸潤式」光刻技術既是推動光刻機技術繼續發展的理論,也是改變光刻機格局的潛在推動力量。

  而這也是李星燦做出那個「不人道」決定的原因——李星燦想打斷光刻機的進程,從而維持一段時間內相對均衡的局勢。

  一段時間內相對均衡的光刻機廠商局面,對於想要追趕的中國來說,形成的外部環境優勢會更加明顯。

  同時在未來,中國將會有更多的時間和機會去追趕。

  (至於有些某點小說,上來就敢搞光刻機的,那真的都是神仙——都tm可以「無中生有」!當然另一方面娛樂至上的話,也可以理解……)

  對於像中芯國際這樣的顧客來說,「一家獨大」遠不如「各有千秋」來得好。

  這也是Intel扶持尼康的原因之一,當然後來實在是扶不動(尼康的技術實在不行。),就被放棄了。

  除此之外,李星燦對於台積電的整體感官也並不太好,這也減輕李星燦的道德壓力。(或者說,有些敵視。)

  2008年前後,台積電曾兩次狀告「中芯國際」技術侵權,強制迫使創始人張汝京離職,「中芯國際」迅速崛起的勢頭一下子頓挫,看樣子似乎就是想把中芯國際扼殺在搖籃里。

  當然,商場如戰場,從法理的角度來說,這麼做也沒什麼。

  但是在2018年的一次採訪,張忠謀又說了:「中國大陸不應該搞晶片製造,而應該注重於晶片設計領域,晶片製造交給台灣就好了。」

  你要是在中國介入晶片製造這個領域之前,一開始就說這個話,那可以說是提意見和看法。

  但是在2018年這個節點,中國已經擺好姿態,擺明要在半導體的各個領域開始發力,你再說這個話,怎麼看都是想擾亂中國半導體發展的局勢,在為自己謀取利益。

  ……

  當然從事實來說,我們不可否認的是正如張忠謀說的那樣,在晶片製造領域很難彎道超車。

  但是就像當年造原子彈(從技術上來說,光刻機比當初造原子彈更難)的時候,老大哥有,但是它不給,還搞技術封鎖。

  與此同時,面臨的國際局勢也很艱難,但是我們也沒有選擇放棄。

  卻說出來一句充滿艱辛而又飽含深情的話:「爹有娘有(現在是兒子有),不如自己有。」


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