Récemment, la technologie de source lumineuse SSMB-EUV proposée par l'Université Tsinghua a suscité un grand intérêt du public. Une affirmation est que la Chine peut construire des accélérateurs pour générer des sources de lumière EUV et que différentes fréquences de sources de lumière peuvent être utilisées pour divers processus de puces tels que 28 nm, 14 nm, 7 nm et 5 nm. Au lieu de s'appuyer sur les machines de lithographie EUV d'ASML, l'idée est d'utiliser des « usines de sources lumineuses » pour briser le blocus américain grâce à une pensée innovante inattendue. Ce concept est « facile à comprendre » et il semble qu’il y ait de l’espoir pour des machines de lithographie nationales avancées.

L'intérêt du public pour la source lumineuse à rayonnement de synchronisation complexe, SSMB-EUV, est fondamentalement motivé par le désir de briser le blocus technologique américain et d'industrialiser la recherche de Tsinghua, contribuant ainsi à produire des puces nationales de haute performance.

Cet article se concentre sur la perspective du génie industriel pour présenter certains détails techniques pertinents de la fabrication des puces et de la lithographie. Il explique également les principes scientifiques derrière le rayonnement SSMB, EUV et de synchronisation. Après avoir compris suffisamment de détails techniques d’ingénierie et de principes scientifiques, nous pouvons évaluer correctement des concepts intéressants comme « l’usine de sources lumineuses ».

Points clés de cet article :

1. Les machines de lithographie SSMB-EUV ont une formation technologique. La Chine a déjà réalisé de réels investissements en R&D, et il s’agit effectivement d’une direction de développement pour les futures machines de lithographie.

2. En analysant le processus de fabrication des puces à l'aide des machines de lithographie DUV et EUV, les exigences en matière de performances des machines de lithographie dans la production industrielle dépassent l'imagination des gens ordinaires.

3. Quelles sont les difficultés techniques que les machines de lithographie SSMB-EUV doivent surmonter ? Nous ne devons pas supposer que trouver une bonne direction facilitera la percée dans la technologie des machines de lithographie.

I. Connaissance de l'industrie de fabrication de puces 

Pour fabriquer un certain type de transistor, nous introduisons du silicium tétravalent dopé avec une petite quantité de bore trivalent et de phosphore pentavalent pour créer une jonction PN, puis ajoutons un oxyde métallique comme grille de contrôle. En disposant un grand nombre de transistors de manière dense sur une tranche et en les connectant selon une conception spécifique, nous pouvons créer une puce. L’étape la plus critique de la fabrication des puces est le traitement des plaquettes, qui a lieu dans une usine FAB. Sur une plaquette de silicium très pure, des puces nues (dies) identiques sont produites une par une. Avant cela, la plaquette de silicium doit être fabriquée, puis les matrices sont découpées, emballées, testées et assemblées avec des broches. La difficulté de ces processus est relativement faible.

Avant tout, il est important de comprendre que la production de puces dans les applications industrielles est massive afin de maintenir les coûts à un niveau bas. Par exemple, la récente puce pour smartphone, très populaire, est estimée à 10 millions d’unités. En raison de l'augmentation de la demande, cette quantité est passée à 15-17 millions d'unités, puis à 20 millions d'unités.

Comment fabriquer des dizaines de millions de puces dans un laps de temps relativement court ? La clé réside dans la capacité à produire un grand nombre de puces identiques sur une seule plaquette. En prenant comme exemple une plaquette de 12 pouces (en référence aux pouces, il en existe également de 8 pouces et 6 pouces), son diamètre est d'environ 300 millimètres, avec une superficie de 70,659 100 millimètres carrés. Les puces avancées peuvent atteindre une densité de transistors étonnante de 5 millions de transistors par millimètre carré. Une seule puce contient des milliards de transistors et remplit des fonctions complexes telles que la bande de base 140G et le SOC mobile. En supposant que la superficie d’une puce est de 500 millimètres carrés, une plaquette peut accueillir environ XNUMX puces.

La notion de « rendement » est cruciale dans la fabrication de puces. En termes simples, si sur ces 500 matrices, 400 s'avèrent fonctionnelles et qualifiées après traitement dans l'usine FAB, le rendement est de 80 %. Bien que le rendement de la fabrication avancée de puces ne soit parfois pas très élevé, il n’est pas non plus trop faible, car cela le rendrait commercialement peu pratique. En supposant une estimation prudente de 50 %, une plaquette devrait toujours comporter plus de 200 puces fonctionnelles.

La capacité de production d’une usine FAB se mesure généralement par le nombre de milliers de plaquettes qu’elle peut traiter par mois, allant de 10,000 100,000 à 10,000 200 plaquettes. Si la capacité est de 2 20 tranches par mois, avec XNUMX puces fonctionnelles par tranche, cela signifie qu'il y aura XNUMX millions de puces produites en un mois, soit plus de XNUMX millions de puces en un an.

À suivre...