हाल ही में, सिंघुआ विश्वविद्यालय द्वारा प्रस्तावित एसएसएमबी-ईयूवी प्रकाश स्रोत तकनीक ने काफी सार्वजनिक रुचि को आकर्षित किया है। एक दावा यह है कि चीन EUV प्रकाश स्रोत उत्पन्न करने के लिए त्वरक का निर्माण कर सकता है, और विभिन्न चिप प्रक्रियाओं जैसे 28nm, 14nm, 7nm और 5nm के लिए प्रकाश स्रोतों की विभिन्न आवृत्तियों का उपयोग किया जा सकता है। एएसएमएल की ईयूवी लिथोग्राफी मशीनों पर भरोसा करने के बजाय, अप्रत्याशित नवीन सोच के साथ अमेरिकी नाकाबंदी को तोड़ने के लिए "प्रकाश स्रोत कारखानों" का उपयोग करने का विचार है। यह अवधारणा "समझने में आसान" है और ऐसा लगता है कि उन्नत घरेलू लिथोग्राफी मशीनों के लिए आशा है।

जटिल सिंक्रोनाइज़ेशन विकिरण प्रकाश स्रोत, एसएसएमबी-ईयूवी में जनता की रुचि मूल रूप से अमेरिकी तकनीकी नाकाबंदी को तोड़ने और सिंघुआ के अनुसंधान का औद्योगिकीकरण करने की इच्छा से प्रेरित है, जिससे उच्च प्रदर्शन वाले घरेलू चिप्स का उत्पादन करने में मदद मिलती है।

यह लेख चिप निर्माण और लिथोग्राफी के कुछ प्रासंगिक तकनीकी विवरण पेश करने के लिए औद्योगिक इंजीनियरिंग परिप्रेक्ष्य पर केंद्रित है। यह एसएसएमबी, ईयूवी और सिंक्रोनाइज़ेशन विकिरण के पीछे के वैज्ञानिक सिद्धांतों की भी व्याख्या करता है। पर्याप्त इंजीनियरिंग तकनीकी विवरण और वैज्ञानिक सिद्धांतों को समझने के बाद, हम "प्रकाश स्रोत कारखाने" जैसी दिलचस्प अवधारणाओं का उचित मूल्यांकन कर सकते हैं।

इस लेख के मुख्य बिंदु:

1. एसएसएमबी-ईयूवी लिथोग्राफी मशीनों की एक तकनीकी पृष्ठभूमि है। चीन ने पहले से ही वास्तविक अनुसंधान एवं विकास निवेश किया है, और यह वास्तव में भविष्य की लिथोग्राफी मशीनों के लिए एक विकास दिशा है।

2. डीयूवी और ईयूवी लिथोग्राफी मशीनों का उपयोग करके चिप निर्माण की प्रक्रिया का विश्लेषण करते हुए, औद्योगिक उत्पादन में लिथोग्राफी मशीन के प्रदर्शन की आवश्यकताएं आम लोगों की कल्पना से परे हैं।

3. वे कौन सी तकनीकी कठिनाइयाँ हैं जिन्हें SSMB-EUV लिथोग्राफी मशीनों को दूर करने की आवश्यकता है? हमें यह नहीं मानना ​​चाहिए कि एक अच्छी दिशा खोजने से लिथोग्राफी मशीन तकनीक को तोड़ना आसान हो जाएगा।

I. चिप निर्माण उद्योग के बारे में ज्ञान 

एक निश्चित प्रकार का ट्रांजिस्टर बनाने के लिए, हम एक पीएन जंक्शन बनाने के लिए त्रिसंयोजक बोरॉन और पेंटावेलेंट फॉस्फोरस की थोड़ी मात्रा के साथ डोप किए गए टेट्रावेलेंट सिलिकॉन को पेश करते हैं, और फिर एक नियंत्रण द्वार के रूप में एक धातु ऑक्साइड जोड़ते हैं। एक वेफर पर बड़ी संख्या में ट्रांजिस्टर को सघन रूप से व्यवस्थित करके और उन्हें एक विशिष्ट डिज़ाइन के अनुसार जोड़कर, हम एक चिप बना सकते हैं। चिप निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण कदम वेफर प्रसंस्करण है, जो एफएबी कारखाने में होता है। अत्यधिक शुद्ध सिलिकॉन वेफर पर, एक-एक करके समान नंगे चिप्स (डाई) का उत्पादन किया जाता है। उससे पहले, सिलिकॉन वेफर का निर्माण करने की आवश्यकता होती है, और बाद में, डाई को काटा जाता है, पैक किया जाता है, परीक्षण किया जाता है और पिन के साथ इकट्ठा किया जाता है। इन प्रक्रियाओं की कठिनाई अपेक्षाकृत कम है.

सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण, यह समझना महत्वपूर्ण है कि लागत कम रखने के लिए औद्योगिक अनुप्रयोगों में चिप उत्पादन बड़े पैमाने पर होता है। उदाहरण के लिए, हाल ही में लोकप्रिय स्मार्टफोन चिप की अनुमानित मात्रा 10 मिलियन यूनिट है। मांग बढ़ने के कारण यह मात्रा बढ़कर 15-17 मिलियन यूनिट और फिर बढ़कर 20 मिलियन यूनिट हो गई है।

अपेक्षाकृत कम समय में करोड़ों चिप्स का निर्माण कैसे किया जा सकता है? कुंजी एक ही वेफर पर बड़ी संख्या में समान डाई उत्पन्न करने की क्षमता में निहित है। उदाहरण के तौर पर 12-इंच वेफर (इंच के संदर्भ में, 8-इंच और 6-इंच वाले भी होते हैं) लेते हुए, इसका व्यास लगभग 300 मिलीमीटर है, जिसका क्षेत्रफल 70,659 वर्ग मिलीमीटर है। उन्नत चिप्स प्रति वर्ग मिलीमीटर 100 मिलियन ट्रांजिस्टर की आश्चर्यजनक ट्रांजिस्टर घनत्व प्राप्त कर सकते हैं। एक एकल चिप में अरबों ट्रांजिस्टर होते हैं और यह 5जी बेसबैंड और मोबाइल एसओसी जैसे जटिल कार्य करता है। यह मानते हुए कि एक पासे का क्षेत्रफल 140 वर्ग मिलीमीटर है, एक वेफर लगभग 500 पासों को समायोजित कर सकता है।

चिप निर्माण में "उपज" की अवधारणा महत्वपूर्ण है। सीधे शब्दों में कहें तो, यदि इन 500 में से 400 एफएबी कारखाने में प्रसंस्करण के बाद कार्यात्मक और योग्य पाए जाते हैं, तो उपज 80% है। हालाँकि उन्नत चिप निर्माण की उपज कभी-कभी बहुत अधिक नहीं होती है, लेकिन यह बहुत कम भी नहीं होती है, क्योंकि यह इसे व्यावसायिक रूप से अव्यवहारिक बना देगी। 50% के रूढ़िवादी अनुमान को मानते हुए, एक वेफर में अभी भी 200 से अधिक कार्यात्मक डाई होनी चाहिए।

एक एफएबी फैक्ट्री की उत्पादन क्षमता आम तौर पर इस बात से मापी जाती है कि वह प्रति माह कितने हजारों वेफर्स को संसाधित कर सकती है, 10,000 से 100,000 वेफर्स तक। यदि क्षमता प्रति माह 10,000 वेफर्स है, प्रति वेफर 200 कार्यात्मक डाई के साथ, इसका मतलब है कि एक महीने में 2 मिलियन चिप्स का उत्पादन होगा, जिसके परिणामस्वरूप एक वर्ष में 20 मिलियन से अधिक चिप्स का उत्पादन होगा।

जारी रहती है...