최근 칭화대가 제안한 SSMB-EUV 광원 기술이 큰 관심을 끌고 있다. 한 가지 주장은 중국이 EUV 광원을 생성하기 위한 가속기를 구축할 수 있으며, 다양한 광원 주파수를 28nm, 14nm, 7nm, 5nm 등 다양한 칩 공정에 사용할 수 있다는 것입니다. ASML의 EUV 노광기에 의존하는 대신 '광원 공장'을 활용해 의외의 혁신적 사고로 미국의 봉쇄를 돌파하겠다는 구상이다. 이 개념은 '이해하기 쉽다'며, 국산 노광기계의 선진화에 대한 희망이 느껴지는 것 같다.

복합 동기화 방사선 광원인 SSMB-EUV에 대한 대중의 관심은 근본적으로 미국의 기술 봉쇄를 깨고 Tsinghua의 연구를 산업화하여 고성능 국산 칩 생산에 도움을 주고자 하는 열망에서 비롯되었습니다.

이 기사에서는 산업 공학적 관점에 초점을 맞춰 칩 제조 및 리소그래피와 관련된 몇 가지 관련 기술 세부 사항을 소개합니다. 또한 SSMB, EUV 및 동기화 방사선의 과학적 원리도 설명합니다. 충분한 엔지니어링 기술 세부 사항과 과학적 원리를 이해한 후에는 "광원 공장"과 같은 흥미로운 개념을 올바르게 평가할 수 있습니다.

이 기사의 요점:

1. SSMB-EUV 리소그래피 기계에는 기술적 배경이 있습니다. 중국은 이미 실질적인 R&D 투자를 했고, 이는 그야말로 미래 노광기의 발전 방향이다.

2. DUV 및 EUV 리소그래피 기계를 사용하여 칩을 제조하는 과정을 분석해 보면 산업 생산에서 리소그래피 기계 성능에 대한 요구 사항은 일반 사람들의 상상을 초월합니다.

3. SSMB-EUV 노광기가 극복해야 할 기술적 어려움은 무엇입니까? 좋은 방향을 찾는 것이 리소그래피 기계 기술을 쉽게 돌파할 수 있을 것이라고 가정해서는 안 됩니다.

I. 칩 제조 산업에 대한 지식 

특정 유형의 트랜지스터를 만들기 위해 소량의 3가 붕소와 5가 인을 도핑한 4가 실리콘을 도입하여 PN 접합을 만든 다음 제어 게이트로 금속 산화물을 추가합니다. 웨이퍼 위에 다수의 트랜지스터를 촘촘하게 배열하고 이를 특정한 설계에 따라 연결함으로써 칩을 만들 수 있습니다. 칩 제조에서 가장 중요한 단계는 FAB 공장에서 이루어지는 웨이퍼 처리입니다. 고순도의 실리콘 웨이퍼 위에 동일한 베어칩(다이)이 하나씩 생산됩니다. 그 전에 실리콘 웨이퍼를 제조해야 하고, 그 후에 다이를 절단하고, 포장하고, 테스트하고, 핀으로 조립해야 합니다. 이러한 프로세스의 난이도는 상대적으로 낮습니다.

무엇보다도, 산업 응용 분야의 칩 생산은 비용을 낮게 유지하기 위해 대규모로 생산된다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 최근 인기를 끌고 있는 스마트폰 칩의 추정 수량은 10만개에 이른다. 수요 증가로 인해 수량은 15만~17만개로 늘었고, 20만개까지 더 늘어났다.

어떻게 상대적으로 짧은 시간에 수천만 개의 칩을 제조할 수 있습니까? 핵심은 단일 웨이퍼에서 동일한 다이를 대량으로 생산할 수 있는 능력에 있습니다. 12인치 웨이퍼(인치를 말하며 8인치와 6인치도 있음)를 예로 들면, 웨이퍼의 직경은 약 300밀리미터이고 면적은 70,659제곱밀리미터입니다. 고급 칩은 평방밀리미터당 100억 개의 트랜지스터라는 놀라운 트랜지스터 밀도를 달성할 수 있습니다. 단일 칩에는 수십억 개의 트랜지스터가 포함되어 있으며 5G 베이스밴드, 모바일 SOC 등 복잡한 기능을 수행합니다. 다이의 면적이 140평방밀리미터라고 가정하면, 웨이퍼는 약 500개의 다이를 수용할 수 있습니다.

칩 제조에서는 "수율"이라는 개념이 매우 중요합니다. 간단히 말해, FAB 공장에서 가공한 후 이 500개의 다이 중 400개가 기능적이고 적격한 것으로 확인되면 수율은 80%입니다. 고급 칩 제조의 수율은 때로는 그다지 높지 않지만 상업적으로 비실용적이게 만들 정도로 너무 낮지도 않습니다. 50%라는 보수적인 추정을 가정하면 웨이퍼에는 여전히 200개가 넘는 기능성 다이가 있어야 합니다.

FAB 공장의 생산 능력은 일반적으로 웨이퍼 10,000장에서 100,000장까지 한 달에 수천 개의 웨이퍼를 처리할 수 있는지로 측정됩니다. 월 10,000개의 웨이퍼, 웨이퍼 당 200개의 기능성 다이를 갖춘다면, 한 달에 2만개의 칩이 생산되고, 20년에는 XNUMX천만 개가 넘는 칩이 생산된다는 의미입니다.

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