據(jù)軍報記者成都報道，國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”29日通過驗收，這是我國成功研制出的世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備。該光刻機由中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制，光刻分辨力達(dá)到22納米，結(jié)合多重曝光技術(shù)后，可用于制造10納米級別的芯片。詳情可看半導(dǎo)體行業(yè)觀察昨日的報道《國產(chǎn)超分辨光刻裝備通過驗收，可加工22納米芯片》

這則消息出來了以后，不但讓整個媒體界瘋狂，類似“中國光刻機終于突破了歐美限制”、“中國集成電路最關(guān)鍵領(lǐng)域終于突破”之類報道也頻頻見于各個微信圈和好友的朋友圈，也有不少的行內(nèi)朋友問半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這個產(chǎn)品是否是真的那么厲害。

在經(jīng)過和行業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行了一番交談之后，本文將對這個報道和產(chǎn)品進(jìn)行一個全面的解析。在開始之前，先糾正一下文章開頭出現(xiàn)的常識性描述：

行業(yè)內(nèi)專家告訴記者，文章開頭談到的“光刻分辨力達(dá)到22納米，結(jié)合多重曝光技術(shù)后，可用于制造10納米級別的芯片”的說法是錯誤的。

他指出，如果真的能做22nm的線寬，不用多次成像了，單次曝光就可以做10nm了。因為就design rule而言，10nm的metal層最緊的也只有44nm pitch，22nm CD，一次成像就夠用了。就算是poly 66nm pitch，單次成像也足夠了。況且10nm的Fin 本來就要用SAQP也只需要單次曝光，現(xiàn)在可以回到14nm的SADP，F(xiàn)in pitch一般是36nm和33nm，所以真能做的22nm線寬，44nm pitch，做啥layer都可以只用一次就夠了。

下面我們從技術(shù)面入手，解構(gòu)這個產(chǎn)品和報道。

一、這是個什么技術(shù)？

在文章中，作者已經(jīng)提到，這個設(shè)備采用的是什么技術(shù)。他在文章中寫到：“中科院光電所此次通過驗收的表面等離子體超分辨光刻裝備，打破了傳統(tǒng)路線格局，形成了一條全新的納米光學(xué)光刻技術(shù)路線，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，為超材料/超表面、第三代光學(xué)器件、廣義芯片等變革性領(lǐng)域的跨越式發(fā)展提供了制造工具”。

所謂表面等離子體超分辨光刻，也就是surface plasma，我們也把其稱之為表面等離子超衍射光刻，這是最近十幾年興起的新技術(shù)。據(jù)行業(yè)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這種光刻的工作原理是入射光照射在透鏡表面的小探針上，從而激發(fā)產(chǎn)生plasma，產(chǎn)生波長非常短的等離子體，然后在光刻膠上刻出非常小的圖形。

SP光刻的原理圖（source：知乎作者霍華德）

傳統(tǒng)的光刻原理圖

關(guān)于這個技術(shù)，中科院王長濤、趙澤宇、高平、羅云飛和羅先剛在其寫于2016年的一篇名為《表面等離子體超衍射光學(xué)光刻》的文章中提到：由于光波衍射特性,傳統(tǒng)光學(xué)光刻面臨分辨力衍射極限限制,成為傳統(tǒng)光學(xué)光刻技術(shù)發(fā)展的原理性障礙。表面等離子體（surface plasmon,SP）是束縛在金屬介質(zhì)界面上的自由電子密度波,具有突破衍射極限傳輸、匯聚和成像的獨特性能。近年來,通過研究和利用SP超衍射光學(xué)特性,科研人員提出和建立了基于SP的納米干涉光刻、成像光刻、直寫光刻等方法,在紫外光源和單次曝光條件下,獲得了突破衍射極限的光學(xué)光刻分辨力。目前,基于SP成像結(jié)構(gòu),實驗中獲得了22 nm（-1/17波長）最高SP成像光刻線寬分辨力水平。SP將為發(fā)展高分辨、低成本、高效、大面積納米光學(xué)光刻技術(shù)提供重要方法和技術(shù)途徑。

但這真的是能應(yīng)用到現(xiàn)在的產(chǎn)線上嗎？

二、真能應(yīng)用到IC制造產(chǎn)線上嗎？

在某些媒體的報道中，這個裝備的出現(xiàn)，打破了國產(chǎn)光刻機的空白，可以打破XXX公司的壟斷，但很遺憾，這是一個誤解。行內(nèi)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這個技術(shù)和我們熟悉的半導(dǎo)體集成電路完全無關(guān)，無法應(yīng)用在集成電路領(lǐng)域。

他指出，SP光刻的主要缺點就是聚焦的面積非常小，屬于接觸式光刻，一點點的defect缺陷就會造成成像品質(zhì)的問題，因為是直寫式光刻，所以生產(chǎn)效率很低，只能作為E beam光刻的競爭對手，適用于特殊應(yīng)用，類似的應(yīng)用范圍是光纖領(lǐng)域，5G天線，或者是他們自己演示的用于科研領(lǐng)域的單光子探測器。這對于實驗室科研，軍工，有一定的意義，可以一定程度上替代現(xiàn)在的e beam光刻。另一方面，這個技術(shù)也具有圖形粗糙度糟糕的特點，從他們演示的圖形就可以看到LWR粗糙，歪歪斜斜，圖像保真度非常低，只能作為技術(shù)驗證，不能作為真實生產(chǎn)，更不要說量產(chǎn)可能了。

超分辨光刻設(shè)備加工的4英寸光刻樣品

在交談的過程中，他多次強調(diào)了這個技術(shù)和我們熟悉的半導(dǎo)體集成電路完全無關(guān)，無法應(yīng)用在集成電路領(lǐng)域這個技術(shù)對于集成電路的光刻需求的不適用。

國外使用SP光刻技術(shù)做的效果，明顯好于中科院

再者，這一技術(shù)并非中國首創(chuàng)，國外有很多實驗室也做出了成品驗證機，效果還優(yōu)于中科院，甚至都達(dá)不到國際領(lǐng)先的程度。

三、媒體誤導(dǎo)還是有意為之？

這個新聞出來了以后，引發(fā)了媒體和群眾的廣泛討論，在水木社區(qū)我們也看到了一個轉(zhuǎn)載自知乎的、自稱光電所的人的回復(fù)，回復(fù)中說到：

我就是光電所的，我們這個設(shè)備實現(xiàn)了激光束22納米（國內(nèi)肯定是領(lǐng)先的，當(dāng)然國際上落后），可以做簡單的線，點，光柵部件，拿來做刻芯片這種超級復(fù)雜的ic制造是完全沒有可能的，那個難度是畫簡單線的十萬倍，因為還需要高精度鏡頭和高精度對準(zhǔn)技術(shù)，我們這個設(shè)備立項本來就不是拿來刻芯片的，有人說我們騙，我們光電所什么時候宣傳過這個設(shè)備可以刻芯片了？都是外界一些什么都不懂的外行，包括媒體，一廂情愿的以為這個就是芯片廠的光刻機，和我們沒有任何關(guān)系。飯要一口一口吃，我們已經(jīng)是國內(nèi)做得最好的了。

筆者在知乎上找不到相關(guān)回答，也沒求證過回答者的身份。但假設(shè)這個答主真的是光電所的人，這樣直接甩鍋給媒體的說法，筆者是有點不認(rèn)同的。

在他們的的報道原文里，標(biāo)題是《我國成功研制出世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備》，這真的是世界上“首臺嗎”？至少我們從行內(nèi)人士嘴里聽到的答案，是否定的。當(dāng)然我們也不敢保證我們是準(zhǔn)確的，但從我的從業(yè)經(jīng)驗看來，一個經(jīng)過采訪，理應(yīng)經(jīng)過市場部審核的文章，應(yīng)該盡量少出現(xiàn)“首次”這種詞，畢竟在我們媒體眼里看到這個詞的時候，是另一個不同感受。

另一方面，據(jù)筆者了解，文章中的某位作者曾經(jīng)是光刻行業(yè)的從業(yè)人員，對于文章中的出現(xiàn)的“筆誤”難道沒察覺到？

不過在文章最后，我們必須聲明一下，我們是支持并贊同這種創(chuàng)新的，正如上面的自稱光刻所某人所說，在國內(nèi)來說，應(yīng)該絕對是領(lǐng)先的。另一方面，國產(chǎn)SP光刻的進(jìn)步，對于我們的研究有很重要的意義。

據(jù)行業(yè)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，現(xiàn)在實驗室中，經(jīng)常用到ebeam光刻來做研究，如華為的5G開發(fā)，就需要用到ebeam光刻來做天線。但在最近一年多里，因為受到禁運的影響，已經(jīng)一年多拿不到e beam光刻膠了，國內(nèi)很多研究就不能進(jìn)行下去了。而SP光刻的進(jìn)步，也許就能取代ebeam的作用，畢竟這個技術(shù)對光刻膠要求沒那么高。

但在筆者看來，希望以后國內(nèi)的專家在源頭報道或者講述這些技術(shù)的時候，一定要向執(zhí)筆者講述清楚這個技術(shù)的具體意義和差距，別用模棱兩可的詞語，讓媒體有機會誤解。這對我國的整個集成電路產(chǎn)業(yè)來說，也是有積極意義的。