第805章 外星人?
第805章 外星人?
克萊德·奧康納端著手中的咖啡杯,杯壁的溫熱絲毫沒有緩解他內心的震驚。
微微斜坐,目光下意識地在恩斯特和梁孟松之間來回掃視,耳邊還迴蕩著剛才兩人對話中那些晦澀難懂的專業詞彙。
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有些詞彙他知道,可有些只在光刻機領域才會用到的稱呼,即便是他這個曾經在摩托羅拉任職過的,都是第一次聽到。
他從來就沒有想過,恩斯特對於光刻機的了解,居然這麼深,
「謝謝。」等達芙妮再次端上咖啡,恩斯特微微頷首,感謝過後,目光重新落在了梁孟松的身上,繼續開口問道「我聽說台積電那邊的130nm製程研發,遇到了麻煩?」
其實不用聽說,不光是台積電,這是全球光刻機製程的問題,光刻解析度始終無法達標,良率徘徊在低位,等於是卡了所有企業的脖子。
「沒錯。」這沒有什麼好隱瞞的,也不涉及什麼商業機密,梁孟松微微點頭說道「台積電現在主力使用的是krf光刻系統,光源波長為248nm,這套系統在180nm製程上的表現非常穩定,良率能夠維持在85%以上,完全滿足量產需求。」
「但當我們試圖將製程推進到130nm時,光刻解析度就出現了明顯的瓶頸,良率一直徘徊在30%左右,根本無法實現規模化量產。」
梁孟松不知道是怕恩斯特聽不懂還是克萊德·奧康納聽不懂,特意放慢了語速「按照半導體行業公認的瑞利判據,光刻解析度c = k1×λ/na,我們的研發團隊已經儘可能地降低k1因子,優化光學系統的數值孔徑na,甚至更換了更精密的光學鏡片,但248nm的波長,就像一道無法逾越的鴻溝,無論我們怎麼調整參數、優化工藝,都難以滿足130nm製程的精度要求。」
「目前,尼康和asml最新推出的arf準分子雷射光刻機,已經把光源波長縮短到了193nm,比krf的248nm縮短了近22%。」
「從理論上來說,波長越短,光刻解析度就越高,這套arf光刻系統理論上能夠支撐130nm甚至是65nm製程的研發和生產。」 梁孟松的語氣中帶著一絲無奈,甚至有一種挫敗感,輕輕搖了搖頭說道「可你也知道,晶片製程的進步,不光是有了先進的光刻機就可以的。」
「這是一個系統性的工程,需要一整套原子級精密製造體系的全面達標,光刻機只是其中最核心的一環,但絕不是唯一的一環。」
這點恩斯特明白,晶片製造是全球最複雜的製造工藝之一,被譽為人類工業皇冠上的明珠,其複雜程度遠超普通人的想像。
除了光刻機,刻蝕技術、薄膜沉積、摻雜和熱處理、化學機械拋光等一系列環節,都需要達到極高的精度,任何一個環節出現問題,都會影響最終的晶片良率,甚至導致整個製程研發失敗。
很多外行人都以為,晶圓代工廠就是花錢買了先進的光刻機,就能夠生產出高端晶片,可實際上,這只是一個開始。
每一個製程節點的突破,都需要研發團隊解決無數個技術難題,優化上百個工藝參數,投入大量的時間和資金,經過無數次的實驗和試產,才能最終實現規模化量產。
就像台積電,即便擁有了asml的arf光刻機,也依舊在130nm製程上舉步維艱,這可能是其他環節設備的問題,也可能是他們本身技術的問題。
但不管是哪個方面問題,都需要他們去發現,就像當年尼康發現鏡頭問題,上報給蔡司一樣。
「就比如說現在的arf光刻機,其實就是一個擺設。」梁孟松的語氣中帶著一絲自嘲「雖然它的波長縮短到了193nm,但隨之而來的問題也更多。」
「arf雷射的能量極強,很容易導致光刻膠變性,光刻膠與arf雷射的兼容性極差,進而影響圖形轉移的精度,導致晶片良率始終上不去。」
「台積電早在asml的arf光刻機正式發布之前,就已經通過特殊渠道引入了一台原型機進行測試,但測試結果並不理想。」
「光刻膠的問題,或許還能通過研發新型配方來解決,雖然需要投入大量的研發資金和時間,但至少有解決的方向。」 「但它最大的問題,是數值孔徑的限制,目前arf光刻機的數值孔徑na最高只能達到0.75,遠低於我們預期的0.9,這似乎是光學系統本身的物理瓶頸,很難突破。」
「你說得很對。」恩斯特點燃了手中剛處理好的古巴雪茄,打火機的火苗微微跳動,將他的正臉映照得忽明忽暗。
淡淡的煙霧在他面前繚繞,緩緩上升,他吸了一口雪茄,緩緩吐出煙霧後接話道「在乾式光刻系統中,鏡頭只能將光線彎曲的角度範圍接近90度,這就從物理層面決定了數值孔徑na的上限很難突破0.9。」
「即便我們優化鏡頭的材質和結構,採用最先進的蔡司光學鏡片,將鏡片的精度提升到極致,減少光線的折射損耗,但物理極限就在那裡,很難再有實質性的突破。」
恩斯特的語氣中帶著一絲感慨「半導體行業一直在遵循摩爾定律,每18到24個月,晶片的集成度就要翻一番,製程節點不斷縮小,從180nm到130nm,再到未來的90nm、65nm,甚至是45nm,行業的發展速度越來越快。」
「但光刻技術的進步,似乎快要跟不上摩爾定律的步伐了。」說完後,他突然輕笑了一聲。
克萊德·奧康納此刻內心巨震,幾乎已經無法用語言來形容自己此刻的震驚。
他實在沒有想到,恩斯特對於梁孟松越來越專業性的交談,不僅能完全聽懂,還能跟著分析其中的原因,甚至對光刻技術的未來發展提出了質疑。
他突然想到了那些小報媒體的無聊報導,編說恩斯特是被外星人附身了。
要不然一個不學無術的花花公子,怎麼可能突然變成了美利堅年輕一代的商業領袖,創造了一個又一個創業奇蹟。
以前他只當這些報導是無稽之談,是媒體為了博眼球編造的謊言,可現在,他有些動搖了。
一個原本整天流連於派對、身邊美女環繞、對商業一竅不通的花花公子,怎麼會在短短几年內,創辦出多家行業巨頭,掌控了多個領域的商業帝國? 創業成功,還可以說是氣運加身,站在了時代的風口,抓住了網際網路崛起的機遇。
可這些晦澀難懂的半導體專業知識,難道是他短時間內現學現賣就能掌握的嗎?
這根本不可能,就算是天賦異稟的天才,也需要長期的積累和深耕,才能達到這樣的專業水平。
其實梁孟松也沒有好到哪裡去,從恩斯特剛開始和他討論光刻機,並且準確說出能量控制器、光束矯正器這些專業部件的名稱時,他就已經大受震驚了。
對方知道光刻機的核心部件是雷射器,這並不奇怪,畢竟只要稍微了解半導體行業的人都知道。
可他居然知道雷射器邊上的能量控制器和下面的光束矯正器,還清楚地知道這兩個部件的作用。
知道這三個東西是控制光源的第一步輸入,保證光源的穩定性的。
所以現在恩斯特聊得越來越深,越來越專業,他反而覺得正常了,已經把對方當成了一個專業人士在看待。
「其實曾經我也懷疑過,是不是光刻技術的發展已經走到了盡頭,摩爾定律即將失效。」梁孟松沉默了片刻,繼續說道。
恩斯特聞言,微微有些意外。
他沒有想到,這位被譽為製程大神的專業人士,居然也會對摩爾定律產生動搖。
要知道在這個時代,半導體行業的所有人,都將摩爾定律奉為圭臬,就像基督教徒信仰聖經一樣,摩爾定律不僅是行業發展的方向,更是他們堅持下去的動力。 一旦摩爾定律失效,整個半導體行業的發展,都將陷入迷茫。
「那後來呢?」恩斯特好奇地問道,他想知道,是什麼讓梁孟松重新堅定了信念。
梁孟松抬起頭,目光突然變得堅定起來,眼中好像閃爍著光芒,鏗鏘有力地說道「我不相信光刻技術會停滯在這裡,更不相信摩爾定律會就此失效。」
「從最早的汞燈線436nm、i線365nm,到後來的krf 248nm,再到現在的arf 193nm,我們一直在通過縮短光源波長來提升光刻解析度,每一次波長的縮短,都帶來了製程節點的巨大突破。」
「至少在光刻機上,我們已經突破到了193nm,雖然還面臨著諸多其他問題,但我們還有時間,還有機會,去尋求下一個製程節點的突破。」梁孟松身上的氣質這一刻好像都發生了變化,突然自信了起來。
說到這裡,他突然直視著恩斯特,眼神中閃過了一絲疑惑和不解,猶豫了一下,還是鼓起勇氣開口詢問道「其實我一直都不是很理解,加菲爾德先生為什麼要在這個時候,大踏步地進入半導體行業?」
「而且還是如此激進的布局,不僅要收購晶圓廠,還要把手伸向光刻機製造領域,這風險實在是太大了。」
在他看來,如果恩斯特看好手機業務,直接收購幾家手機整機廠商就好了,憑藉著他的資本實力和資源整合能力,很容易就能在手機市場占據一席之地。
可恩斯特的做法,卻超出了所有人的預料。
全世界沒有任何一家手機廠商和他一樣,既做整機業務,又整合整個手機上游核心供應鏈的。
如果他看好半導體,看好晶片行業的發展,也不用直接收購呀,直接在資本市場上投入資金,不是賺的更多?
全球有多少半導體上市公司,別說一百億美元了,就算是一千億美元砸到股市里,對於全球半導體行業來說,也不會掀起多大的風浪。 可對方的布局不僅讓所有人都想不通,現在還越陷越深,還要收購晶圓廠,甚至要把手伸向光刻機製造領域。
誰都知道,這兩年晶片製程遇到了嚴重的瓶頸,雖然光源波長解決了,推進到了193nm,但前路如何,誰都不清楚,就像是一片茫茫黑霧,看不到方向。
已經有半導體設備企業在收縮布局,減少研發投入,打算小心翼翼地度過這個艱難的時期。
還有就是周期問題,不管是任何晶片,現在都是強周期行業。
過去兩年,不管是晶圓代工廠還是光刻機設備生產廠商,基本都在瘋狂擴產,試圖搶占更多的市場份額。
可一旦行業周期下行,市場需求萎縮,產能過剩的問題就會凸顯出來,高額的成本支出,會成為壓死這些廠商的第一根稻草。
當年的ca,就是因為沒有把握好行業周期,在市場下行時,無法承受高額的研發和生產成本,最終走向破產,美國的光刻機產業也因此徹底衰落。
這個時候,真的不是進入晶圓代工和光刻機設備行業的最佳時機,等於是在高點接盤。
「如果我說我想打破一個定律呢?」他的真實目的很簡單,就是長遠的布局,提前占坑。
他很清楚半導體行業的發展趨勢,知道光刻技術的下一個突破點在哪裡,知道未來幾十年,半導體行業將成為全球最核心的產業之一。
可這些話,他肯定是不能和梁孟松他們說的。
「定律?」不光是梁孟松,就連克萊德·奧康納都好奇了起來,兩人同時看向恩斯特,不知道他口中的定律,指的是什麼。 達芙妮站在恩斯特的側身後,目光落在他身上,眼中也帶著好奇。
「我就是想知道,一家企業,可不可以既搞科研,又能賺錢。」
這個時代有一個奇怪的特色現象,那就是能賺錢的企業不搞科研,搞科研的企業不賺錢。
華夏就不用說了,現在的經濟支柱是房地產和基建、是傳統製造業和外貿訂單、是資源、能源和原材料。
這些行業,不需要太多的研發投入,就能獲得巨額的利潤。
房地產與基建,核心就是土地、信貸、審批。
只要能拿到土地,獲得信貸支持,通過審批,蓋樓、轉手,就能獲得暴利,研發投入幾乎為零。
要不然聯想、億唐這些主打科技的公司,為什麼會紛紛跨界搞地產?
因為搞科技研發,投入大、周期長、風險高,遠不如搞房地產賺錢快、賺錢多。
傳統製造業和外貿代工,靠的是人口紅利、低成本、規模擴張來賺錢。
紡織、家電、三來一補,這些行業,不需要核心技術,只要模仿別人的產品,擴大生產規模,降低生產成本,就能獲得利潤,根本不需要投入資金搞研發。
很多企業,甚至連最基本的產品優化都懶得做,只想著靠低價搶占市場。 資源、能源和原材料就更不用說了,煤炭、鋼鐵、水泥,這些行業,靠的是牌照、產能、漲價來盈利,技術水平大多都停留在幾十年前的水平。
這些行業,也不需要研發,不需要創新,只要擁有資源和牌照,就能躺著賺錢,這也是為什麼,很多資本都願意投入到這些行業,而不願意投入到科技研發領域。
還有那些玩批文、靠關係做進出口代理的企業,就更不用說了。
對於他們來說,關係就等於利潤,和技術一毛錢關係都沒有。
像是華為這樣,既投入大量資金搞研發,又能實現盈利的企業,在華夏,寥寥無幾。
美國還好一些,但也基本是這種情況。
沃爾瑪、通用汽車、埃克森美孚等企業,都是全球頂級的賺錢機器,可它們幾乎不搞科研,賺錢靠的是規模、供應鏈、品牌和資源的提升。
它們的研發強度非常低,研發投入占營收的比例只有3%左右,而且大多都是投入到工藝和流程的優化上,根本不會碰基礎科學、基礎研發。
電信行業就更別說了,玩的是牌照、網絡、用戶壟斷來賺錢。
美國的電信運營商,每年的利潤非常豐厚,但它們的研發投入卻少得可憐,核心設備都是購買思科、北電、朗訊的,自己根本不搞研發。
對於它們來說,只要掌控了網絡和用戶,就能持續賺錢,研發對於它們來說,毫無意義。
而硬科技、半導體行業,就是搞科研不賺錢的典範。 am與英特爾死磕cp市場,已經虧損了很多年,多次瀕臨破產。
它們的研發投入占比倒是很高,達到了30%–40%,可一旦技術落後一代,就會失去市場,即便有科研成果,也無法轉化為利潤。
光刻機、半導體設備行業就更別說了,研發周期長達5–10年,需要投入數十億甚至上百億美元的研發資金,而且失敗率極高。
全球的半導體設備行業,所有公司加起來,能實現盈利的不到1%。
半導體設備三大巨頭,現在只有應用材料能夠穩定實現盈利,泛林半導體是時賺時虧,科磊則是持續虧損,靠融資維持運營。
網際網路行業就更極端了,99.9%的企業,既沒有研發,也不賺錢。
現在的網際網路公司,就是耍流氓,能摸一下是一下。
像是艾科技、微軟、谷歌、英特爾、閃購、強生、躍動遊戲這種,既搞研發,又能賺錢的企業,在美國,也是各個行業的鳳毛麟角,都是巨頭級別的存在。
這也是那些資本為什麼追著恩斯特的屁股後面跑,瘋狂給我送錢的原因。
因為這樣的企業太少太少了,而恩斯特,卻總能創造商業奇蹟,一直在成功。
這也是那些行業巨頭,不想讓他進入半導體行業,聯合起來默契打壓他的原因。
它們就是在害怕,害怕他在半導體行業,也能創造出一家或是多家既搞研發、又能賺錢的公司,打破它們的壟斷格局,搶走它們的市場份額,動搖它們的行業地位。 不過梁孟松兩人,甚至包括達芙妮,都覺得他這句話,有些裝逼的成分。
他說的是沒錯,這就是這個時代的現狀。
可這話在他的口裡說出來,怎麼聽感覺怎麼變味。
恩斯特看出了三人的心思,笑了笑,知道自己的說話有些玩笑,將目光重新落在梁孟松的臉上,這次表情嚴肅了許多,一字一句地說道「其實還有一個原因,那就是我好像發現了解決製程節點的問題,可以把波長縮得更短。」
「什麼?」梁孟松聽到這句話,直接吃驚地站了起來,他的眼睛瞪得大大的,臉上寫滿了難以置信,眼神中充滿了質疑,死死地盯著恩斯特,仿佛不敢相信自己的耳朵。
可這個讓他無法相信、天方夜譚的理由,他卻覺得比剛才對方說的理由更有信服力,也解釋了他為什麼現在要進入半導體領域的原因。
「你……你說什麼?你說你能解決波長的問題?能把波長縮得更短?」
波長問題,一直都是公認的、阻礙製程節點發展的最大難題,也是全球半導體行業面臨的核心瓶頸。
尼康為了研發193nm波長的光刻機,砸了上百億美元的研發資金。
而asml也同樣如此,投入了幾十億美元。
當然,他們的這些巨額經費,並不是只用於研發193nm光刻機上面,而是想要探索出一種新的技術道路,就好像當年的汞光燈跨越到現在的雷射燈光源一樣。
現在恩斯特突然告訴他,能夠解決波長的問題,能夠把波長縮得更短,這讓他怎麼能不驚訝?怎麼能不質疑? 恩斯特好像特意就是為了看他這副吃驚的表情一樣,哈哈大笑了起來,笑聲爽朗,在安靜的會議室里迴蕩。
笑過之後,他看著對方依舊疑惑的臉,招了招手「別激動,先坐下再說。」
本來梁孟松看到他大笑,都以為對方剛才是在開玩笑啦。
可現在看他一臉平靜的模樣,好像沒有任何玩笑可言。
把因為剛才起身過猛,推出去的椅子拉回來,梁孟鬆緩緩坐下後,有些期待的問道「你剛才說的都是真的?」
「你以為我為什麼會如此強勢地進入光刻機領域?為什麼要收購sv、賽默,入股蔡司?」恩斯特沒有直接回答他的問題,而是反問了一句,但也算是變相的回答了他。
然後他便緩緩誘導道「我一直在想,既然乾式光刻的數值孔徑有上限,無法繼續提升,那我們是不是可以換一個思路,不改變光源的波長,而是通過改變光線傳播的介質,來實現等效波長的縮短?」
一直在想?
梁孟松對於恩斯特,也算是有些了解,做了調查。
一直想怎麼玩女人,他相信。
一直在想解決光刻機波長的問題?
不過現在可不是在乎這個問題的時候,仔細回想這剛才對方說的話。 「改變傳播介質?」梁孟松皺起了眉頭,陷入了沉思,大概過了一分鐘,嘴裡開始喃喃自語道「本質上,這不也是在利用光的折射原理嗎?」
「沒錯,就是光的折射原理。」恩斯特點了點頭,繼續說道。
「我們都知道,光在不同介質中的傳播速度不同,折射率也不同,而波長與折射率成反比,折射率越高,光在介質中的等效波長就越短。」
恩斯特說的越多,梁孟松的眼睛就越亮,臉上的疑惑和質疑,漸漸被興奮和激動所取代。
他猛地一拍桌子,直接大喊了一聲「對呀!為什麼要執著於改變波長,而不是改變光的傳播介質呢?」
他的聲音因為激動而有些顫抖,眼神中閃爍著光芒,仿佛在黑暗中看到了希望「光在空氣中的折射率是1.00,而在其他介質中,折射率會更高。」
「比如玻璃的折射率大概在1.5左右,鑽石的折射率能達到2.42,如果我們能在光刻鏡頭和晶圓之間,填充一種高折射率的介質,是不是就能讓193nm的光線,等效波長變得更短?」
「這樣一來,我們就不用花費巨額的資金和時間,去研發更短波長的光源,就能顯著提升光刻解析度,突破數值孔徑的限制,順利推進130nm甚至是65nm製程的研發和生產!」
梁孟松越說越激動,盯著恩斯特說道「這簡直是一個天才的想法,太不可思議了!」
他目光炯炯地看向恩斯特,由衷地說道「你簡直是個天才!你應該成為一名科學家,而不是去經商。」
「如果你專注於科研,一定能夠推動全球半導體行業的巨大進步,甚至能夠改變世界。」
恩斯特不知道他這話是讚美還是詛咒。 我成為科學家?
我天天左擁右抱,身邊美女環繞,讓一群頂尖的科學家為我打工,不好嗎?
為什麼要自己去搞科研,吃苦受累,還賺不到多少錢?
不過,他這句話,好像從哪裡聽過。
「你是怎麼想到這個方法的?」梁孟松依舊處於興奮之中「這個想法太超前了,全球範圍內,從來沒有人提出過這樣的思路」
恩斯特聳了聳肩,一臉隨意地說道「這不是中學物理知識嗎?」
拿一塊玻璃,放在光線前面,改變光的傳播路線,這個實驗,好像是個學生都看過。
「道理是這個道理,但能想到並提出這個想法,這才是最難的的,那或許就是天才科學家的靈光一閃吧。」
對於這樣的吹噓,恩斯特聽多了,也聽出了繭子。
他直接岔開話題,說道「理論是有了,可找到這種介質,也是一個難題。」
梁孟松聞言,臉上的興奮漸漸褪去,面色再次嚴肅了起來「首先,這種介質必須是透明的,不能吸收arf 193nm的雷射。」
如果介質不透明,或者會吸收arf雷射,那麼光線就無法順利到達晶圓表面,光刻過程就無法進行,一切都無從談起。 這是最基本的條件,也是最關鍵的條件之一。
「其次,介質的折射率要足夠高。」他繼續說道「我們的目的,是通過改變介質,縮短等效波長,提升光刻解析度。」
「如果介質的折射率太低,根本無法顯著縮短等效波長,所以介質的折射率越高越好,最好能達到1.5以上,這樣才能讓193nm的等效波長,縮短到130nm甚至更低。」
「另外,這種介質還要與光刻膠、晶圓兼容,不能發生化學反應。」
如果介質與光刻膠發生化學反應,就會導致光刻膠變性,影響圖形轉移的精度。
如果與晶圓發生化學反應,就會污染晶圓,導致晶片報廢,大幅降低良率。
「最重要的一點,這種介質必須容易獲取、成本低廉,而且穩定性要好。」
晶圓代工廠每天要處理成千上萬片晶圓,對介質的需求量非常大,如果介質的成本太高,就會大幅增加晶片的生產成本,降低企業的盈利能力,根本無法實現規模化應用。
別看梁孟松提出了很多要求,好像找到同時滿足所有條件的介質,難度極大。
但在全球範圍內,卻有無數種類似的介質,比如玻璃、水晶、有機高分子材料、各種液體等等。
想要找到一種完美符合所有條件的介質,都是要經過無數的實驗來確定的。
恩斯特知道,水是最好的介質,可他不能提,那有些太驚世駭俗了一些。 其實這已經讓梁孟松覺得,是一個偉大的突破了。
因為有了這個新思路,就有了努力的方向,也有了更多的可能。
只要投入足夠的研發資金,集結頂尖的科研人才,經過無數次的實驗和篩選,說不定就能夠找到這種合適的介質,實現光刻技術質的突破,打破目前的製程瓶頸。
到時候,光刻機市場就會迎來再次的洗牌。