俄羅斯自研光刻機最新進展：成本不到37萬元！

俄羅斯自研光刻機又有了新進展。

據俄羅斯媒體cnews報道，圣彼得堡創建了一個光刻綜合體，其中包括了一個在基板上進行無掩模圖像采集和硅等離子化學蝕刻的設備。開發人員聲稱，第一臺用于無掩模納米光刻的機器成本約為500萬盧布（約36.74萬人民幣），而外國同類產品的價值高達數十億盧布。

X射線光刻技術

早在去年4月，俄羅斯媒體就報道稱，莫斯科電子技術學院 (MIET)承接了貿工部開發制造芯片的光刻機項目，該項目由俄羅斯政府首期投資6.7億盧布資金（約合5100萬元人民幣）。研發的光刻機計劃達到EUV級別，但技術原理完全不同，是基于同步加速器和/或等離子體源”的無掩模X射線光刻機。

目前，EUV光刻機全球只有ASML公司能夠研發、生產，但它的技術限制也很多，俄羅斯計劃開發全新的EUV光刻機，使用的將是X射線技術，不需要光掩模就能生產芯片。

光刻機的架構及技術很復雜，不過決定光刻機分辨率的主要因素就是三點，分別是常數K、光源波長及物鏡的數值孔徑，波長越短，分辨率就越高，現在的EUV光刻機使用的是極紫外光EUV，波長13.5nm，可以用于制造7nm及以下的先進工藝工藝。

X射線光刻機使用的是X射線，波長介于0.01nm到10nm之間，比EUV極紫外光還要短，因此光刻分辨率要高很多。

此外，X射線光刻機相比現在的EUV光刻機還有一個優勢，那就是不需要光掩模版，可以直寫光刻，這也節省了一大筆費用。

正因為有這么兩個特點，俄羅斯要研發的X射線光刻機優勢很大，甚至被當地的媒體宣傳為全球都沒有的光刻機，ASML也做不到。

從相關資料來看，全球確實沒有能達到規模量產的X射線光刻機，不過這種技術并不是現在才有，不僅美國、歐洲研究過，國內也有科研機構做了X射線光刻機，只是生產芯片的效率跟ASML的光刻機不能比的，只適合特定場景。

俄羅斯光刻機最新進展

圣彼得堡彼得大帝理工大學（SPbPU ）的專家表示，俄羅斯已經開發了兩套用于生產微電子納米結構的裝置，這將使“解決俄羅斯在微電子領域的技術主權問題”成為可能。

據開發人員稱，與傳統光刻技術相比，X射線光刻機無論是在金錢還是時間方面，這項技術都便宜得多，因為傳統光刻技術需要使用專門的光罩來獲取圖像。而X射線光刻機，不需要光掩模就能生產芯片。

據該機構稱，這樣的安裝估計約為500萬盧布，也就是說，它的價格與許多常規的汽車價格相當。該機構聲稱，國外此類設備的成本要比其研發的設備高出數十倍，在 100 至 130 億盧布之間。

該大學代表表示，該綜合體由圣彼得堡理工大學領導開發，旨在創建“各種微電子設備運行”所需的納米結構。第一階段目標是開發出使用X射線光刻機，第二階段是開發出用于硅等離子化學蝕刻的設備。

該項目的負責人表示，使用這種設施創建的膜“在可靠性和靈敏度方面優于液體或激光蝕刻生產的膜”。他們還強調，這完全是國產產品。

對于俄羅斯自研的蝕刻機的成本，并未被透露。

圣彼得堡彼得大帝理工大學“材料技術”實驗室負責人Artem Osipov 表示，在圣彼得堡理工大學內部創建的由兩個設備組成的綜合體之外，還有研究可將雷達設備的使用壽命延長 20 倍以上的相關技術。他還補充說，如果將設備用于太陽能電池板的生產，將有可能減輕其重量和尺寸，并教會它們在陰天工作，并與明亮的陽光下一樣高效。

開發商沒有具體說明是否有任何俄羅斯芯片制造商對其新安裝感興趣。對此，目前還沒有消息稱它們何時開始應用于實際生產。與此同時，發明人繼續改進他們創造的光刻復合體。特別是，他們打算為其中的兩個設備配備人工智能，但沒有具體說明它將解決什么任務。

圣彼得堡理工大學并不是唯一一所致力于創造先進光刻解決方案的俄羅斯本土大學。

另一個備份：2028年開發出可生產7nm芯片的光刻機

除了X射線光刻機之外，早在2022年10月，CNews就撰文稱，俄羅斯科學院下諾夫哥羅德應用物理研究所（ IPF RAS ）也在積極的研發可以生成7nm芯片的光刻機。

根據當時的報道，位于下諾夫哥羅德的IPF RAS 正在開發俄羅斯第一臺用于生產超小納米微電子器件的光刻裝置，截止2022年10月，RAS科學家已經創建了第一個設備演示樣品。通過該設備，可以在基板上獲得分辨率高達 7nm 的單個圖像。

當時的報道還指出，IPF RAS計劃在六年內打造出國產7nm光刻機的工業樣機。因此，2024 年將創建一臺“Alpha機器”。這樣的設備將成為可以執行完整操作周期的工作設備。

第二階段，“測試機”將于2026年出現。下諾夫哥羅德戰略網站指出，設備系統將得到改進，更加復雜，分辨率將提高，生產率將提高，許多操作將實現機器人化。該裝置已可用于大規模生產。

在第三階段（2026-2028年），俄羅斯本土光刻機將獲得更強大的輻射源，改進的定位和進給系統，并將開始全面的工作。

俄羅斯科學院微結構物理研究所副所長Nikolai Chkhalo表示，該演示器的光學系統是在俄羅斯科學院應用物理研究所組裝的，已經超越了當今世界上現有的所有類似設備。Chkhalo指出，與微電子行業最大的光刻設備制造商 ASML 的光刻機相比，下諾夫哥羅德模型中的輻射源在運行中更加緊湊。據他介紹，后一種情況極大地影響了設備的成本、尺寸和復雜性。

在輸出方面，同等輻射源功率下，俄羅斯設備的效率將比ASML高1.5-2倍。

眾所周知，截至 2023 年 10 月，俄羅斯還無法使用現代技術工藝生產微電路，該國最多可以使用65nm結構，而該技術在近 20 年前就已經過時了。現在俄羅斯正在建設28nm工廠，但這個技術也已經落后。目前全球尖端的芯片都已經進入了4nm，并在2023年向3nm過渡。

如上所述，IAP RAS 正在努力縮小俄羅斯與世界其他國家之間的巨大差距——大學專家正在開發第一款國產光刻機，能夠使用 7 nm 拓撲生產芯片。然而，這需要數年時間——設備可能要到 2028 年才能開始全面運行。

自研光刻膠

同樣是在 2023 年 3 月，CNews撰文稱，俄羅斯工貿部下令開發和開發用于微電子生產的光刻材料，特別是光刻膠的生產。該部將為這項工作支付11億盧布。

據報道，這項工作被指定為“光解”代碼。技術規范指出，其相關性是由于俄羅斯沒有開發和生產類似材料。

作為工貿部下令的研究工作的一部分，計劃制造用于光刻工藝的光刻膠，光化激光輻射波長為248 nm。

該工作包括開發和生產光刻膠，即FR248-01、FR248-02、FR248-03、FR248-04、FR248-05牌號以及兩種抗反射涂層，即PA248-01和PA248-02。

承包商不僅必須進行理論和實驗工作，還要測試光刻膠的實驗批次，并準備和掌握其生產。文件指出：“在開展研究過程中，必須將開發材料的樣品轉移給企業，并得出參數水平和適用性的結論。”

研究開發過程中使用國外生產的原材料、材料和設備必須經工貿部同意。

但無論哪一樣，對俄羅斯來說，應該都不是一件簡單的事情。

編輯：芯智訊-林子 綜合自cnews及芯智訊過往報道