692.看到希望（2/2）
半個世紀以來，晶片上的電晶體數量一直在呈指數級增長。如果還把晶片比喻為「照片」的話，那麼，這個照片的像素是呈指數級增長的。相應地，用來曝光洗印「照片」的光刻機的精度，也必須越來越高，否則，你設計的「照片」再精美，印不出來也沒有用。
比如，未來博米的智慧型手機需要用到低於10nm級別的晶片，生產這樣的晶片，要用到的最先進的極紫外光刻機。
它的精度要達到什麼樣的程度呢？首先，如果把光想像成一把刻刀的話，那麼光波越短，這把刻刀就越鋒利。
1納米等於百萬分之一毫米，7納米晶片意味著，它的每個元器件之間，只允許有幾納米的間隔距離，相當於一根頭髮絲粗細的萬分之一。
要曝光這樣的晶片，必須採用一種特殊的光源，也就是極紫外光，它的波長只有13.5納米，是可見光波長的幾十分之一。
但是，極紫外光源很難製造。
直到今年年初，阿斯麥才研製出了第一台極紫外光刻機。
不過這個進程已經比曹陽前世的要提前太多了。
光刻機的第二個技術難點，是用來調整光路和聚焦的光學鏡頭。高度精密的光學鏡頭是光刻機的核心部件之一，所以，排在阿斯麥之後的另外兩家光刻機生產商，尼康和佳能，都是生產光學鏡頭的佼佼者。
阿斯麥自己不生產鏡頭，它的鏡頭來自德國的光學大師卡爾蔡司。這種鏡頭有多精密呢？如果把鏡頭放大到一個地球那麼大，它上面只允許有一根頭髮絲那樣的凸起。所以有人說，這可能是宇宙中最光滑的人造物體。
國內吃虧就吃虧在沒有完整的產業鏈，尤其是光學元件所需要的產業鏈上面，攝像頭，照相機基本上都是來自於國外公司生產，很少能將光學元件打磨到那麼精細。
所以這一塊還有很長的路要走。
最後一個難點就在於【精準】
晶片不是一次曝光就可以完成的，而是必須更換不同的掩膜，進行多次曝光。
晶片的每個元器件之間只允許有幾納米的間隔。這就意味著，掩膜和矽晶圓每次對準的誤差，也必須控制在納米級別。
曝光完一個區域之後，放置矽晶圓的曝光台必須快速移動，接著曝光下一個區域。
要在快速移動中實現納米級的對準，這個難度就相當於，你要從眨眼之間，端著一盤菜從BJ天安門衝到上海外灘，恰好踩到預定的腳印上，菜還保持端平不能灑。
當然，這還有一系列外圍的技術難題，比如，室外空氣乾淨1萬倍的超潔淨廠房，防止機器抖動的磁懸浮裝置，以及配套的計算光刻軟體等等。
這就是為什麼光刻機被稱為「半導體工業皇冠上的明珠」的原因了。
製造一台極紫外光刻機，就是在挑戰人類工業文明的極限。
……
在聽到清大唐教授團隊居然能研發出穩定的極紫外光源的時候，曹陽是肉眼可見的興奮。
因為這件事情真的太偉大了，意味著曹老闆並沒有白活這一輩子，他也沒有白投入晶片領域的發展，現在能推動解決三個難題當中的一個就已經非常了不起了。
所以曹陽趕緊給張如京答覆說自己一定要去參觀。
……
唐教授的實驗室並不是很大，在外面擺放著許多的電腦，然后里面的隔間有一面是透明玻璃，在實驗室當中擺放著許多的設備，曹陽根本叫不上名字，通過一些奇形怪狀的線串聯起來。
曹陽在外面看著這一切，覺得真的是很神奇。
他前世打交道最多的是電腦，還很少接觸物理實驗室什麼的，只有在劉強他們的硬體製造部門才能看到類似的高科技研發場景。
唐教授帶領大家參觀著，然後給他們做著介紹和科普，讓曹陽他們簡單了解一些實驗室當中的極紫外光光源是怎麼做出來的。
博米公司也算是團隊最大的金主了，為了推進國內的晶片事業，博米沒少下本錢。
不過這種事情本來就是需要大量的金錢和時間堆出來的，早堆早好。
晚堆帶來的代價更高。
前世國內的光刻機總是被卡脖子，其實有人才的原因，也有時間的原因，更多的也是資金投入不足的原因。
很多資本都希望能在短期內獲得回報，關鍵是光刻機的研發註定是一個非常燒錢的過程，而且在短期內很難看到回報，加上一些騙經費的事情發生，國內熱衷於此的企業和單位就更少了。
不過這一世曹陽對晶片領域非常看重，把關也極其嚴格，入股中芯國際以後，就在花大價錢推動相關的光刻機發展。
早發展總是更好的，因為這玩意兒靠外國肯定靠不住，最後還是要走出自己的道路才行。
觀察了一會兒，曹陽興奮地問到，「極紫外光要怎麼才能觀察到呢？」
「只能通過儀器。」
唐教授笑著解釋說，「一般人的眼睛可以感知的電磁波的頻率在380~750THz，波長在780～400nm之間，但還有一些人能夠感知到頻率大約在340~790THz，波長大約在880～380nm之間的電磁波。
而極紫外光的波長在121 納米到10 納米之間，所以我們平常用肉眼肯定是看不見的。」
「而且，最好不要直視它，這會對眼睛造成不可逆的傷害。」
……
「曹總，你來看。」
唐教授把曹陽請到自己的電腦面前，讓自己的學生操作了一下儀器設備。
很快在電腦屏幕當中出現了一組新繪製的圖譜。
「波長為1，064nm的水平偏振雷射脈衝，這種極光脈衝半峰全寬大概是10ns，能量約50mJ，被發射到周期為0.125m總長4m的平面波盪器中，在這裡與計量光源MLS存儲環中存儲的電子束共同傳播。
在傳播過程中，由于波盪器間隙滿足共振條件，雷射-電子能量交換能夠最大程度進行，使得電子束產生正弦能量調製圖桉。
在周長為48m的准同步存儲環中旋轉一圈後，電子向同步相聚集，最終形成微束。來自電子束的波盪器輻射之後通過二向色鏡分離為基波和二次諧波，信號則主要集中在二次諧波上。
在光電探測器前插入一個窄帶通濾波器，即可拾取到由微束產生的窄帶相干輻射。」
很好。
到後面曹陽已經聽不懂他在說些什麼了。
不愧是專業搞這個。
曹陽其實只關心一個問題，那就是
「我們能做出這個極紫外光源穩定嗎？它能夠用來進行光刻製造晶片嗎？」
「理論上是可行的。」唐教授點點頭，「不過我們現在還處於基礎的起步階段，只是將光源通過實驗的形式製造出來，可相應的成本還是比較高的，想要將成本降低下來，可能還需要有一段時間。」
「您預期需要多久？」曹陽問到。
「嗯……短的話3、5年，長的話8、9年，但是肯定能把成本壓下來，而且我們會完善相應的設備，製造出更穩定而且功效更高的極紫外光源。」
從理論上來說，現在唐教授採用的這種微態光聚束，能產生的光的波長比荷蘭那邊AMSL製作的光刻機光源更短，更短的光源有好處也有壞處。
好處就在於能夠製造出精細度更高的晶片，比如未來的3nm晶片，甚至是2nm晶片都能用這個來進行製作。
壞處就在於，光有光源還不夠，需要有一系列配套的設備。
比如說光學元件，高精度的加工工具機，還有各種各樣的製作流程使用設備等等，這些都是短板，需要一個一個被攻克才行的難題。
不過，只要能邁出第一步，曹陽就基本上能看到未來再向自己招手了。
……