芯片战争:绝地反击没有退路,为什么说造光刻机比造火箭还难之二

新沐牛 2024-07-11 08:17:33

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上篇文章说到德国通快公司为了制造出给EUV光刻机使用的激光器,就要解决几个看似不可能完成的难题:

1、把锡球加热到比太阳表面还热好几十倍的温度,然后用激光把锡球爆成等离子状态,产生JI紫外光;为了让这个紫外光连续存在,每秒钟要不间断发射出5万个锡球。

激光器中的受激混合气体发出独特的红光——这就是 EUV 光最初的来源

2、为了把这个过程中的热量散掉,就需要风扇每秒钟至少转一千次。可是传统风扇这么转会把轴磨秃了。为此他们专门开发了一个磁悬浮风扇,还开发了一种新型Chao纯度的钻石来引导激光来打锡球。为了把上面这几步都做到,这个激光发生器,通快公司足足用了五十多万个零件,全部组装起来达到十七Dun重,是不是好夸张的一个大家伙呀!整个开发过程用了十多年的时间才完成,真的佩服他们的执着。

正在组装到系统框架中的 EUV 光学器件

做到这一步,JI紫外光是生成出来了,可是Ji紫外光的波长太短,打到普通物体上,瞬间就被吸收了。怎么才能让这来之不易的JI紫外光成功反射到需要的地方呢?另一个难题,摆在了科学家面前,我们接着往下看他们是怎么解决的吧:

03、要想让这个JI紫外光成功反射,需要地球上ZUI光滑的镜面才行,如何实现?

研究人员把金属钼和硅交替排列,来制作足够光滑的镜子。这个镜子是非球面的,ZUI大反射率不超过百 分之七十,但一定要大于百 分之六十,所以镜面要有多层膜涂层,即高散射和低散射两种材料交替排列。这个镜面是一层钼和一层硅,每层只有几NA米。一层一层一层要叠加出一百多层才能达到使用要求。

这个镜子被一家叫蔡司的德国公司研发出来了,有人打了个比方说如果把这个镜子放大到整个德国那么大,厚度也还不到十分之一毫米。这玩意比韦伯太空望远镜还光滑,说它是有史以来ZUI光滑的物体一点不为过。13.5nm的JI紫外光在多层镜面的复杂配置中反射,然后经过一个复杂的illuminator(可编程)抵达掩膜,然后光会在另外6个多层镜面上反射后以百 分之六的角度抵达晶圆。

EUV反射收集镜

现在通过通快公司庞大的二氧化碳激光器以每秒钟轰击五万个锡球,产生JI紫外光后,通过蔡司公司的光滑的镜子把Ji紫外光透射到硅片上,终于可以进行几Na米的芯片的制作了吗?还不可以,这离完成刻机还差好多东西呢。

据说阿麦斯光刻机的供应商有几千家公司,这些公司都需要按着他们的要求去研发光刻机所需要的零部件和耗材。而阿麦斯自己只能生产不到百 分之二十的零部件。

怎么管理这些供应商,让他们按需研发,这可不是一般人或一两句承诺就能办到的。如果哪个供应商不听话,阿麦斯就会把他收购回来,就这么任性。我以前说到我们的汽车工业时说过,支撑我们的国产汽车的是完整的生Tai链和产业集群。

光蔡司公司的一个镜子的研发费用就干进去十几亿美元。想当年三星、台积电、英特尔都对阿麦斯进行了投资,光英特尔就扔进去几十亿美元。

经过近三十年的时间,到2010年,这个JI紫外光刻机终于做出来了。这个综合了几千家公司共同的努力,这个大家伙直接售价就超过了一亿美元。这还不算,这玩意买回来还有JI高的维护成本。

阿麦斯承诺每个零部件平均或至少使用3万小时不坏。但是它太复杂了,几十万个零部件,哪里出现问题,检查起来的难度都是灾难级的。所以为了让维修在可控范围内,阿麦斯特意开发了一套预测性算法。就这还不放心,你买了一台EUV光刻机,他们一定要派专人过来,现场盯着,随时维修。

写到这里你应该明白为什么全球只有阿麦斯可以生产EUV光刻机了吧。这玩意太BT了,我只是描述一下,都差点焦虑了。我写了快五千字,才把这个东西的研发和生产走马观花的写完。要是从专Ye角度,去分析,一本书都不够。我们也就看个热闹得了。

下面让我们还是看一些好玩的事吧,决对让你意想不到。花钱张罗半天的英特尔,看到这个庞然大物竟然毫无兴趣,你相信吗?格局和眼光决定未来,到底是什么让英特尔错过了手机芯片市场,还错过了人工智能芯片呢?

让我们把精彩继续,接着往下看:

04、投了巨资的英特尔竟然对光刻机没有兴趣,原因让人啼笑皆非

阿麦斯的彼得看着十几Dun的庞然大物,当时肯定是很得意。他心想赶紧把这好消息通知英特尔,弄几个回去生产吧。

但是让阿麦斯的彼得没想到的是,英特尔对这玩意一点兴趣也没有。为什么呢?这玩意不是你建议做的吗?我们用了好几十年,扔进去上百亿美元,折腾半天弄出来了,你不要了。开玩笑吧!你这是玩人呀!

英特尔还一肚子苦水呢:“你说说,就这么点事,你们折腾了多长时间了!”

“当初提出建议的鲁迪·戈鲁夫都去世好几年了,格登·摩尔也九十多岁了,早退休了!”

“不是我们让你们做的,爱卖谁卖谁去吧,反正我们不感兴趣了。”

我估计当时阿麦斯的彼得听到这个消息后肯定想哭的心都有了。那为什么英特尔不感兴趣了呢?

其实这还得怪英特尔上面提到的两个英雄,他们在九十年代就让英特尔挣得盆满钵满。全世界的主流计算机和服务器的CPU全是英特尔的。

直到现在也几乎没有人能跨过X86架构,它就像一个高高的门槛挡在那时。你买电脑就得使用Windows操作系统。当时英特尔正如日中天,几十万亿美元的利润,花都花不完,哪有功夫折腾光刻机呀!那玩意一看就麻烦。

还有英特尔认为干嘛把芯片整那么小呀,现在的大小足够用了。我记得想当年智能手机大家都忙着生产APP的时候,我还认为那只是个玩具。

想当年乔布斯特意找过英特尔,想让他们帮忙生产苹果手机的芯片,英特尔根本不感兴趣。他们认为生产电脑挺好,你那破手机卖不了几台。

碰了一鼻子灰的乔布斯,只能自己设计手机芯片,还优化了自己的ARM架构。现在我们的手机除了苹果的操作系统就是安卓,现在华为终于改成了鸿蒙。

英特尔对光刻机和小芯片不感兴趣的原因是,那玩意太麻烦了,耗资巨大还有好大的风险。手里不差钱,干嘛还要费事呢!现在英特尔的股价不行了,也开始裁员了,我不知道他们现在看着老黄玩的那么开心,后悔了没有。

时势造英雄,当初英特尔不感兴趣,有一个人我估计他都高兴的睡不着觉了,这个人以一己之力改写了世界芯片制造的权力格局,这个人是谁呢?皮衣黄教主吗?当然不是。如果今天让老美选择,他们肯定不会让芯片霸主跑到一个岛上去。

光刻机的生产说完了,下一集说一下是谁干败了三星,成就了黄仁勋,让AI人工智能插上了腾飞的翅膀。

一场席卷全球的“芯片战争”从EUV诞生那一刻起,才刚刚开始。下一集我会说一下张忠谋和他的台积电是怎么从无到有,然后一统全球芯片产业,成为芯片霸主的(下集更精彩哟)。

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