Введение санкций против России и, как следствие, отказ компании TSMC исполнять заказы отечественных дизайн-центров, привёли к ситуации, когда вопрос «где и как производить отечественные чипы» стал ребром. Самым передовым, потенциально доступным промышленным техпроцессом в России, является 90 нм, что в большинстве случаев не подходит для производства современной микроэлектроники. Поэтому, постройка нового завода на территории России, способного создавать чипы на более современных техпроцессах, стала как никогда актуальной. Для осуществления такой задачи необходимо наличие множества специфичных компетенций, химии, оборудования. Но без преувелечения ключевым элементом любой полупроводниковой фабрики является литограф (вернее даже, литографЫ). Именно характеристики литографа в первую очередь определяют размер техпроцесса, именно литографы являются самым дорогостоящим оборудованием, вокруг которого, по сути, строится завод. В данном обзоре хотелось бы рассмотреть текущую ситуацию с доступностью литографического оборудования в России – что имеется/разрабатывается у нас и что потенциально возможно купить на стороне.
Сначала хотелось бы осветить несколько общих моментов для лучшего понимания ситуации на рынке литографического оборудования. Существует множество моделей литографов и характеристик, определяющих их качество и возможности. Но в контексте рассматриваемой темы нам важно понимать следующие различия.
Во-первых, в индустрии микроэлектроники используется 2 основных вида литографии: фотолитография и электронно-лучевая. В просторечье их часто называют масочная и безмасочная, т.к. в первом случае для нанесения структур на пластину необходимо изготовление специального фотошаблона (маски), тогда как во втором работа происходит непосредственно направленным пучком частиц и маска не требуется. Изготовление фотошаблона (вернее, набора фотошаблонов, т.к. их требуется несколько десятков в зависимости от техпроцесса) вещь достаточно дорогостоящая, для топовых нанометров достигающая миллионов долларов. Поэтому, в теории, фотолитография имеет более высокий ценовой порог входа при производстве чипов. Но на порядок (даже на порядки) большая производительность по сравнению с безмасочными аналогами с лихвой компенсирует этот недостаток. Поэтому, на практике в промышленном производстве используется только фотолитография. Безмасочные литографы используются для специальных применений, научных экспериментов и крайне мелкосерийного производства.
Во-вторых, ключевой параметр любого литографа – это то разрешение, с которым он позволяет формировать структуры на кремниевой (и не только) пластине. В свою очередь, главным параметром, определяющим разрешение, является длина волны, генерируемой источником излучения литографа. Поэтому минимально современные литографы можно условно разделить на следующие классы (по мере возрастания разрешающей способности):
Источник излучения |
Длина волны |
i-line (Hg) |
365 нм |
KrF |
248 нм |
ArF dry |
193 нм |
ArF immersion |
193 нм |
EUV (Sn) |
13.5 нм |
Из открытых источников можно установить, что в России есть как минимум следующие промышленные литографы:
Наименование |
Источник излучения |
Длина волны |
Предприятие |
ASML PAS 5500/250С |
i-line (Hg) |
365 нм |
НИИСИ |
ASML PAS 5500/275D |
i-line (Hg) |
365 нм |
Маппер |
ASML PAS 5500/300C |
KrF |
248 нм |
ЗНТЦ |
ASML PAS 5500/750F |
KrF |
248 нм |
Микрон |
ASML PAS 5500/1150C |
ArF |
193 нм |
Микрон |
Для производства чипов по техпроцессу 45 нм и ниже обычно уже нужны установки иммерсионной литографии (ArF immersion), для техпроцессов ниже 7 нм – EUV-литографы. Иммерсионных и EUV-литографов в России, насколько мне известно, в данный момент нет.
Кто в мире производит литографы? Почти 100% рынка производства литографов в денежном выражении занимают 3 игрока: ASML, Голландия (91%), Nikon, Япония (6%), Canon, Япония (3%). Остальные игроки занимают пренебрежимо малую долю. Причём, если мы говорим об иммерсионных литографах, то их в мире производят только 2 компании – ASML и Nikon, распределение их долей выглядит так:
С EUV-литографами всё ещё проще – на данный момент их делает только ASML.
Подводя небольшой итог – производство необходимых России литографов фактически сосредоточено в 2-х странах - Голландии и Японии, а в случае EUV-литографов – только в Голландии. Понятно, что в текущих условиях приобретение такого оборудования для России у непосредственных производителей невозможно.
Какие в таком случае опции существуют у России?
1. Минский Планар
Предприятие в Минске являлось чуть ли не единственным промышленным производством литографического оборудования в СССР. К счастью, оно смогло сохраниться и дожить до нынешних дней. На текущий момент оно в состоянии производить степперы на 350 нм работающие на ограниченном поле. Подробнее можно почитать здесь.
Литография на 350 нм - это совершенно не то, что может решить текущие проблемы производства в России, поэтому подробно на этом пункте мы останаваливаться не будем.
По ссылке выше так же упоминается разработка полноформатных степперов на 350 нм и 130 нм с окончанием работ в 2025-2026 годах. Об этом поговорим в следующем пункте.
2. Зеленоградский нанотехнологический центр
В 2021-ом году ЗНТЦ выиграл 2 тендера на разработку отечественных литографов на 350 нм к 2025-ому году и на 130 нм к 2026-ому году. В публичных заявлениях представители ЗНТЦ заявляли об участии минского Планара в кооперации по разработке данного оборудования. Это выглядит вполне логично и почти наверняка упоминание тех же нанометров и сроков в предыдущем пункте – это один и тот же проект.
Опять-таки, опустим степпер на 350 нм и остановимся чуть подробнее на характеристиках 130 нм степпера.
Во-первых, обратим внимание на заявленную цель ОКР:
Целью выполнения ОКР является разработка конструкторской документации с литерой «О»,
изготовление опытного образца установки проекционного переноса изображений топологического рисунка ИС на пластину (Step&Repeat) и источников излучения с длинной волны 193 и 248 нм, постановка базовых технологических процессов (БТП) проекционного переноса изображений на пластину (Step&Repeat) с размером минимального конструкционного элемента 130 нм*. Установка предназначена для проекционного переноса изображения фотошаблона на полупроводниковую пластину и мультипликации его на пластине при изготовлении СБИС с проектной топологической нормой 0,13 мкм
Здесь обращает внимание, что заявляется работа степпера на 2-х источниках излучения – 193 и 248 нм.
Далее, посмотрим на заявляемые характеристики разрабатываемого литографа и сравним его с ASML PAS 5500/300C, который имеется в наличии на ЗНТЦ сейчас:
|
Степпер ЗНТЦ |
ASML PAS 5500/300C |
Дата создания |
2026 г |
2002 г |
Длина волны |
193/248 нм |
248 нм |
Мощность лазера |
10 Вт |
10 Вт |
Частота лазера |
1000 Гц |
1000 Гц |
Масштаб изображения |
1:5 |
1:4 |
Числовая апертура |
0,4-0,63 |
0,4-0,63 |
Размеры поля изображения |
22 х 22 мм |
22 х 22 мм |
Разрешение |
150 нм |
150 нм |
Максимальная энергетическая освещенность |
225 мВт/см2 |
225 мВт/см2 |
Диаметр пластин |
150 и 200 мм |
150 и 200 мм |
Производительность |
100 пластин в час |
88-120 пластин в час |
Собственно, невооруженным взглядом видно, что разрабатываемый степпер выглядит аналогом своего голландского собрата, что вполне логично. Также заметен заложенный потенциал в качестве использования ArF источника излучения, дающего возможность в будущем перейти на более низкие 90-65 нм техпроцессы.
3. Безмасочная литография на 28 нм от МИЭТ
Опять же в конце 2021-го года Минпромторг провёл конкурс:
на право заключения государственного контракта на выполнение научно-исследовательской работы «Разработка установки безмасочной рентгеновской нанолитографии на основе МЭМС динамической маски для формирования наноструктур с размерами от 13 нм и ниже на базе синхротронного и/или плазменного источника», шифр «Рентген-Литограф»
Ссылка на конкурс здесь.
Параметры планируемого к созданию литографа:
Дата создания |
30.11.2022 г |
Длина волны |
13,5 нм |
Проектные нормы |
28 или 16 нм |
Диаметр пластин |
300 мм |
Производительность |
0,1 пластин в час |
Собственно характеристики выглядят многообещающе, по модулю производительности – она крайне низкая, что вполне типично для безмасочных литографов (имеется ввиду без фотошаблонов, о чём было упомянуто в начале статьи, т.к. упоминаемая в НИР динамическая маска на основе МЭМС не является классической фотомаской). Сложно сказать, насколько данные характеристики могут быть улучшены, но в заявленном виде данный литограф не может стать основой современной промышленной полупроводниковой фабрики. Да и статус данной работы в виде НИР, вкупе с короткими сроками, скорее предполагает проведение исследований с созданием экспериментального оборудования, а не разработку готового промышленного решения.
4. 7 нм от ИПФ/ИФМ РАН
Буквально совсем недавно в российском сегменте сети Интернет прогремела новость о том, что «В России создадут литограф для выпуска чипов с топологией 7 нм».
Новость сопровождалась вот таким схематичным описанием установки:
И вот тут есть некоторые интересные моменты.
Вообще говоря, изначально данную новость я списал на очередную шумиху по поводу безмасочного литографа из п. 3. Казалось бы, то же рентгеновское излучение, те же люди из ИПФ/ИФМ РАН, те же слова о том, что «В России настолько скоростные машины попросту никому не нужны», т.е. речь о невысокой производительности. Но более внимательное рассмотрение вопроса выявило некоторые нестыковки:
ОКР на безмасочный литограф из п.3 заканчивается в ноябре 2022 года. Анонсируемый же 7 нм литограф планируется к созданию в три этапа: 2024-ый год альфа машина, 2026-ой год бета машина, 2028-ой год финальная (промышленная?) версия.
У безмасочного литографа рабочим излучением стоит 13.5 нм (т.е. лазером облучается олово, так же, как в литографах от ASML), когда как у 7 нм литографа источник излучения ксенон и длина волны 11.5 нм.
Некоторые детали на приведённом выше схематичном изображении 7 нм литографа наводят на мысль, что данное устройство является классическим масочным литографом.
Собственно, без более подробной информации или комментариев людей, имеющих непосредственное отношение к данному проекту, трудно сказать, является ли данный 7 нм литограф идейным продолжением НИР из п.3, или всё же мы имеем дело с классическим масочным EUV-литографом, пусть и создаваемого на базе разработок данного НИР. Если последнее, то это выглядит достаточно амбициозно, и если к 2028-ому году действительно удастся создать реальный промышленный EUV-литограф – это будет, несомненно, огромным успехом, т.к. напомню, на текущий момент такие установки в мире делает только ASML.
Ещё интересный момент, что в данном случае в качестве источника излучения выбран газ ксенон. На заре зарождения EUV-литографии газ ксенон считался наиболее перспективным вариантом, но дальнейшие исследования привели индустрию к выбору олова, а промышленые рабочие установки на ксеноне так и не получили билет в жизнь. Чем обусловлен выбор ксенона и каким образом создателям данной литографической установки удалось победить его проблемы - крайне интригующий вопрос.
5. Китай
Из всей заграницы есть только одна страна, которая потенциально может нам помочь – Китай.
На текущий момент главный (и единственный достоверно известный) производитель литографического оборудования в Китае – это компания Shanghai Microelectronics Equipment. Из представленной на сайте продукции наиболее совершенным литографом является 90 нм модель SSA600/20. Т.е. это примерно соответствует уровню литографического оборудования, которое имеется на данный момент на заводе Микрон.
Правда, тут есть один важный нюанс. В найденной на просторах интернета отчётности SMEE есть данные о выручке с разбиением по классам литографических систем, и выглядят они вот так:
Статистика заканчивается 2019-ым годом. Если она верна, то можно сделать вывод, что по факту основным продаваемым продуктом компании SMEE является i-line степпер на 280 нм. Было некоторое количество продаж KrF-степперов на 110 нм, последние из которых датируются 2014-ым годом. Поставка 90 нм ArF-степперов на момент окончания 2019-го года в отчёте не фигурирует, и никакой достоверной информации о том, работают ли такие степперы на промышленном производстве мне найти не удалось.
Также последние 2 года в китайском интернете активно распространялась информация о разработке иммерсионного литографа SSA800/10W на 28 нм (с потенциалом чуть ли не до 7 нм). Но опять-таки, никакой достоверной информации о том, в каком состоянии находится данная разработка, мне найти не удалось. Есть только сообщения такого рода:
В последнее время в Интернете появились слухи о том, что станок Shanghai Microelectronics с «28-нм литографией» (по слухам, модель SSA800/10W) не прошел национальную приемку по спецпроекту 02 и не сможет быть завершен к концу 2021 года
А также информация, что компания Beijing GuoWang Optical Technology Co. столкнулась с трудностями при введении нового завода, где планировалось производство оптических систем для передовых китайских литографов, и его запуск был перенесён с 2019-го на 2023-ий год.
Также в публичном пространстве постоянно циркулирует информация о разработке Китаем собственной EUV-литографии. Но состояние данного проекта покрыто мраком и нет никакой достоверной информации о том, на какой стадии находится проект и насколько он близок к созданию образца промышленного уровня. Возможно, уважаемый @koreec мог бы здесь дать свои комментарии.
Резюмируя, на данный момент Китай не имеет в наличии готовых литографов собственной разработки, которые могут помочь России сократить технологическое отставание в области промышленного производства микроэлектроники на более тонких нанометрах. Возможно, что данная ситуация изменится в ближайшие годы, но предсказать развитие событий здесь крайне сложно.
6. Вторичный рынок оборудования
Для полноты картины стоит упомянуть и данный вариант – покупка оборудования на вторичном рынке. Насколько реалистичен такой вариант в ситуации, когда покупка и наладка происходят без одобрения и участия производителя – мне сказать сложно. Но что-то подсказывает, что с учётом высочайшей сложности оборудования – это малореально. И опять-таки, по сути здесь можно вести речь только о Китае, т.к. только там есть в наличии иммерсионные литографы, которые необходимы России (остальные страны официально будут придерживаться политики санкций). Но у Китая, самого находящегося под серьёзными санкциями и испытывающего дефицит передовых мощностей по производству чипов, такого оборудования немного и оно крайне загружено. Мне трудно представить, что в этой ситуации кто-то в Китае возьмёт и отдаст России столь ценное оборудование.
Такова, вкратце, текущая ситуация.
Комментарии (81)
Aelliari
14.11.2022 22:40+3На текущий момент оно в состоянии производить степперы на 350 нм
Так, стоп, Интеграл же не производит степперы вроде? Честность 0,35 мкм на пластине там под вопросом, хотя они и заявлены, и даже производятся.
А по ссылке - "Планар", это другое предприятие, самостоятельное
Armmaster Автор
14.11.2022 23:04+7Да, конечно же, вы правы, речь шла о Планаре, это я ошибся в статье. Поправил, спасибо
MechanicusJr
14.11.2022 23:16+6Введение санкций против России и, как следствие, отказ компании TSMC исполнять заказы отечественных дизайн-центров
А что-то случилось?
Самым передовым, потенциально доступным промышленным техпроцессом в России, является 90 нм
Теоретически это так, а практически лежащий с 2008 года AMD Fab 30 - это 200 мм пластины (которых нет) на 130 нм. Причем что там в каком состоянии с 2008 года - официально никакой информации о хоя бы комплектности - нет.
Хотя как .. есть - https://habr.com/ru/post/413377/
Насколько реалистичен такой вариант в ситуации, когда покупка и наладка происходят без одобрения и участия производителя – мне сказать сложно.
Согласно официальной информации с сайта ASML, официальная наладка станков "прошлого поколения" занимала полгода.
А так .. станок бесполезен без пластин, резиста, масок, фильтров воздуха, газов и людей.
Armmaster Автор
15.11.2022 00:52+10Теоретически это так, а практически лежащий с 2008 года AMD Fab 30 - это 200 мм пластины (которых нет) на 130 нм.
Говоря про 90 нм я имею ввиду Микрон. Там он вполне реализуем и что-то на нём даже делалось вроде как. Другой разговор, насколько он будет доведен до промышленного уровня (и будет ли вообще когда-то доведён).
А так .. станок бесполезен без пластин, резиста, масок, фильтров воздуха, газов и людей.
Тут нет спору - от наличия даже очень хорошего литографа до промфшленной фабрики - дистанция огромного размера.
DmitriyN
15.11.2022 01:55+1290 нм на Микроне было. Мы делали там проект на HCMOS10 - yield не то, чтобы фантастический, но все было более-менее. Выпускается ли что-то по этому процессу сейчас - мне не известно. Как минимум, подозреваю, что есть существенные проблемы с изготовлением фотошаблонов.
MechanicusJr
15.11.2022 08:24-1Говоря про 90 нм я имею ввиду Микрон. Там он вполне реализуем и что-то на нём даже делалось вроде как.
делалось или отчитывались что уже вот вот ? еще 4 года назад (2018) были сомнения - https://habr.com/ru/post/413377/
MechanicusJr
15.11.2022 00:48+15upd
Считаю, что все такие статьи никак не могут обойтись без пасты:
Примерно опишу мыслительный процесс позитивно (патриотично) настроенных граждан.
Оборудование можно сделать и самим, но пока можно и просто привезти серым импортом. Оборудование выглядит примерно как большой ящик с дырками, включённый в розетку; в одну дырку складываешь кремний, в другую заливаешь фоторезистор. Под третью дырку надо подставить ведро - в него будут ссыпаться чипы. Вёдра мы делать умеем (хотя и импортируем сейчас, но чертежи-то остались), фоторезистор научатся намешивать в Зелинограде; с кремнием разберемся, не всё сразу. Надо ещё заранее заказать в Китае переходник с европейской розетки на нормальную - лучше сразу 3 или 4, они постоянно горят. Вроде все ясно. И надо ещё 3 или 4 росгвардейца, чтобы ведро не сп%здили.
Чтобы вывезти оборудование, надо дать денег охраннику на заводе чипов в Европе, чтобы он аккуратно отключил от розетки и выволок ящик к проходной. Будет немного поцарапанный - ничего, покрасим. Денег надо дать в пятницу вечером, чтобы они до понедельника не спохватились. Грузовик лучше взять в аренду прямо в Европе (у наших все шины китайские), а потом не возвращать - у нас сразу появятся и чипы и бесплатный грузовик. На грузовике потом можно будет возить кремний.
Там какой-то типа модуль с гпс и электронный ключ. Но мы его хакнем, это не может быть сложно. У меня вот была программа которая выдавала ключ для Windows в 2001 году ещё. И другая для Симсити. Могу даже поискать.
Саппорт разумеется не нужен, зачем - это же просто ящик с тремя дырками. Ну там может какой-то тумблер ещё есть: налево - сыпятся cpu, направо - карты памяти, это можно просто попробовать и понятно будет. Если перестанет работать, то надо просто открыть (гарантия всё равно тютю) и если что-то болтается - подтянуть, где скрипит - смазать, это вам любой инженер скажет. Иногда надо термопасту менять, конечно. Но я вот менял сам, ничего сложного.
Так что не надо негатива. Надо просто засучить рукава и делать.
https://habr.com/ru/company/selectel/blog/664260/comments/#comment_24332758
newpavlov
15.11.2022 00:54+7в заявленном виде данный литограф не может стать основой современной промышленной полупроводниковой фабрики
Откуда такие выводы относительно безмасочных методов? Вопрос в стоимости одной установки, если (каким-то чудом) её получится сделать на один-два порядка дешевле в расчёте на единицу, то даже при отставании производительности на три порядка этого уже будет достаточно для закрытия некоторых направлений где миллионные партии попросту не нужны, особенно если говорить о неглубоком российском рынке. Т.е. на одном заводе можно будет поставить условную сотню таких установок не спеша изготовляющие заказы параллельно друг другу. Плюс гибкость изготовления тоже может быть весьма полезна в некоторых случаях (быстрые итерации при разработке, специализированное железо под конкретные задачи и т.д.).
arheops
15.11.2022 02:09+4Уменьшение стоимости настолько точного оборудования на два порядка реально выглядит чудом. Никаких предпосылок не вижу, ни одного проекта прецензионного оборудования дешевле хотя бы на порядок в любой области не припоминается.
newpavlov
15.11.2022 03:18Один из факторов который в теории может помочь с уменьшением цены это большая степень серийности производства таких машин, т.к. их нужно будет на порядок-два больше. Но тут возникает вопрос в объёме необходимого CAPEX и сроках выхода на окупаемость.
arheops
15.11.2022 03:54+4Ну и какие прецинзионные машины выпускаются в России серийно большими партиями?
Нет. Давайте начнем с того, какие вообще выпускаются массово, не каждая уникально сделана.
Просто как бы рассчитывать на прорыв и одновременно выпуск не имея в истории ни того ни другого как-то… самонадеенно?
Россия массово не выпускает ни одного компонента, который может пригодится в литографе. Даже оптика импортная.
hecatonchires
15.11.2022 13:18+2Ну и какие прецинзионные машины выпускаются в России серийно большими партиями?
Газовые центрифуги?
arheops
15.11.2022 14:29О, прикольно. Да, вспоминаю, от совка досталося.
А есть у вас данные сколько их в год выпускается, к примеру, в этом году?
И подшипники в них магнитные вроде, чьи они сейчас?
Все ж засекречено, город закрыт. Да, вроде как новые делают — но даже оценок нету.
Там их всего-то тысяч 10-30 на заводе вроде как. тоесть за 20 лет даже если все поменяли, не особо то массово.
Помнится, рассказывали что в последнем поколении намотка карбоновая, в результате энергоэфективность в 20 раз повысили со времен СССР. Сколько Россия карбона выпускает по разумной цене? Нет, производство вроде как есть, но там даже для космоса очень дорого. Смолы, наверно, тоже импорт?hecatonchires
15.11.2022 15:14+4-
На каком из заводов 10-30 тысяч? Не могу сходу найти информацию про число работающих или произведенных центрифуг, да и вряд ли она есть в открытом доступе.
Но насколько я понимаю, количество центрифуг в одном цеху одного завода может измеряться сотнями тысяч штук, и завод у нас не один.
Насколько я понимаю, там не совсем магнитные подшипники с радиорынка, а верхняя магнитная опора и игла снизу, неотъемлемые части конструкции центрифуги.
А сколько литографов выпускает ASML в год? Какой объем производства можно считать массовым?
Производство углеродного волокна есть, сырье отечественное https://tass.ru/ekonomika/12985595
Falstaff
15.11.2022 16:02Так у ASML вроде масочные литографы? Их так много не надо как безмасочных. (Пардон что отвечаю через голову собеседников.)
hecatonchires
15.11.2022 17:27+3Так и газовых центрифуг надо больше, чем безмасочных литографов. Я считаю, что производство газовые центрифуги - прецизионные машины, которые выпускаются в России серийно большими партиями. Мой собеседник считает, что производство газовых центрифуг "не особо массовое".
Отсюда вопрос: что считать массовым производством для прецизионных машин?
Falstaff
15.11.2022 17:39Я не ради аргумента, на самом-то деле, просто отметил что сравнивать с тем сколько литографов выпускает в год ASML будет наверное не совсем корректно. :) Грубо говоря, их литографы используются только при изготовлении масок для всего последующего производства, а безмасочные - это уже "станки" непосредственно участвующие в производстве каждого кристалла, я вот только это хотел сказать - что, наверное, не очень много смысла в таком сравнении.
Насколько меньше (или больше) безмасочных литографов надо чем газовых центрифуг, я понятия не имею, не занят в этой индустрии - может быть @Armmaster может сказать, просто любопытства ради, какие объёмы выпуска могут быть у безмасочного литографа.
Armmaster Автор
15.11.2022 17:47+1Ну я не эксперт в данном вопросе, но можно прикинуть примерно. ASML производит несколько сотен литографов в год, что-то порядка 300 допустим.
Дальше вопрос, насколько безмасочные менее производительные, чем масочные. Сейчас это где-то в 1000 раз (для МИЭТовского НИР, но вроде как есть модели более производительные). Если предположить, что при достижении порога "в 10 медленнее, но в 10 раз дешевле" безмасочная литография получит билет в массовое промышленное производство, то получается, речь будет идти о примерно 3000 безмасочных литографов в год.
MechanicusJr
15.11.2022 20:02+1:) Грубо говоря, их литографы используются только при изготовлении масок для всего последующего производства, а безмасочные - это уже "станки"
Чего вы несете. маски отедльная контора делает. потом маски (их упаковка) ставятся в степпер
Falstaff
15.11.2022 23:13Это не меняет основного тезиса о том что их не требуется так много в силу темпов производства, но спасибо что поправили.
arheops
15.11.2022 20:53Неа. Я считаю, что оно засекреченное.
Тоесть нету данных ни про то, сколько стоят, сколько делается в год, ни даже про то, выгодно ли на самом деле или просто Россия экономически спонсирует уран за счет величия.MechanicusJr
15.11.2022 23:11Тоесть нету данных ни про то, сколько стоят, сколько делается в год, ни даже про то, выгодно ли на самом деле
Все есть в открытой печати. Вместе собирать и публиковать нельзя, а так есть. Уран - выгодно, электричество на нем даже в связке с обязательной обвязкой балансирами - дешевое, годное. только нужна промышленность, которая кушает 24*7
arheops
15.11.2022 23:19+1Уран то выгодно. Покажите мне в открытой печати данные по стоимости центрифуги.
MechanicusJr
15.11.2022 20:04Но насколько я понимаю, количество центрифуг в одном цеху одного завода может измеряться сотнями тысяч штук, и завод у нас не один.
По словам Геннадия Соловьева, газовую диффузию не сравнить с центрифугой: «Цех 53 на Уральском электрохимическом комбинате — это почти километровый корпус, около 800 тыс. машин. В корпусе тишина и прохлада. Работают центрифуги едва слышно: звук — как комариный писк. Посетителям выдают «слухачи» — медные трубочки. Если трубочку приложить к нижней опоре центрифуги, можно услышать, как тонкая опорная иголочка ротора ходит по лейкосапфиру-подпятнику».
..
На фото: каскады газовых центрифуг в одном из цехов УЭХК. Здесь их около 100 000 шт.
-
WASD1
15.11.2022 20:07я последнюю неделю масштабирую нагрузку на своё ПО (да это на компах, где "нажал кнопочку" и "снял все логи".
И от слов "давайте просто вместо 1 станка использовать 100 станков, вместо 100 станков 10000 станков - так победим", меня немного бросает в дрожь.arheops
15.11.2022 20:47Ну вон с центрифугами получилося. Они победили французские большие методом «нафигачим их много».
Но там очень уж выходной продукт дорогой.
Armmaster Автор
15.11.2022 02:19+4В теории как бы. И вообще, если сделать безмасочный литограф по соотношению производительность/цена приближающийся к масочным, это будет революция в индустрии.
Но в реальности пока такого ни у кого не получилось, и скажем прямо, упоминаемый в статье безмасочный литограф пока выглядит также очень далёким от решения такой задачи. Будут новые версии и новые данные - можно будет о чём-то дискутировать
vikarti
15.11.2022 07:02+1Вроде был Mapper Litoghaphy же работала на тему тему многолучевой безмасочной литографии. Вопрос почему в итоге банкроством кончилось (технические там проблемы были или с бизнес-моделью что не так пошло?).
Armmaster Автор
15.11.2022 14:52Я думаю, что на данный вопрос никто лучше директора ООО Маппер @CorneliusAgrippaответить не сможет.
А так-то безмасочной литографией то тут, то там занимаются, не только Mapper Litography. Но к революционных прорывов пока не произошло.
AndreyKhmyrov
15.11.2022 11:07+2Простите за дилетантский вопрос. А почему безмасочные литографы малопроизводительны? Можете подсказать хорошую статью или материал по этому вопросу.
d2ab
15.11.2022 11:31+6Там сама идея другая - в масочной долго и трудоемко делаем маску, затем приложили к пластине - щелк и вся пластина готова, берем следующую, а в безмасочной долго и упорно рисуем лучом всю топологию на каждой пластине (на самом деле, все гораздо сложнее, но примерно так)
Armmaster Автор
15.11.2022 11:50+5У меня нет под рукой хорошей статьи на данную тему, но идейно там различие понятно - с маской мы как бы масштабируем дизайн сразу на большую площадь (сейчас стандарт 26х33 мм), в случае же безмасочного литографа вам надо грубо говоря лучом водить по всей пластине и "рисовать" дизайн. Отсюда такая фундаментальная разница в производительности
tbl
15.11.2022 13:10Это как сравнивать по производительности однопиновый (даже не 9- и не 24-пиновый) матричный принтер с офсетной печатью
dmbreaker
15.11.2022 14:58+1Насколько я понимаю - это как литье пластиковых форм для массового производства и печать на 3d принтере.
xterro
15.11.2022 11:46+2Интересная статья, только один вопрос, почему это не делалось раньше? Скажем с начала 10-х годов или хотя бы с 14-го, когда уже запахло жареным и петух клюнул. Если бы начали разработки тогда, то, может, уже сейчас были бы готовые образцы литографов? Не ?
atd
15.11.2022 11:55+4хотя бы с 14-го, когда уже запахло жареным и петух клюнул
Никто не ожидал, что (точнее, все надеялись что не-) петух клюнет второй раз. Ну разве что кроме самого петуха...
MobCobra
15.11.2022 14:31+8В двух словах, потому что система управления с уничтоженными обратными связями перестаёт быть системой управления. Пишу это, исходя из самых общих представлений о кибернетике.
checkpoint
16.11.2022 05:23Анекдот про "всю систему менять надо" слышали ?
MobCobra
16.11.2022 07:03Слышал, но не имел его в виду, когда писал исходный комментарий. Писал серьёзно, часто думаю об этом последние годы, наблюдая, как обратные связи уничтожаются одна за одной.
Jianke
15.11.2022 14:32+4только один вопрос, почему это не делалось раньше? Скажем с начала 10-х годов или хотя бы с 14-го, когда уже запахло жареным и петух клюнул. Если бы начали разработки тогда, то, может, уже сейчас были бы готовые образцы литографов?
Роснано была создана ещё 2011 году, и должна была заниматься именно этим.
Проблема в том, что в качестве KPI для роснано были не реальные результаты, а абстрактное "освоение бюджета".
Alex_Kuzen
15.11.2022 11:58+3>>>Также последние 2 года в китайском интернете активно распространялась информация о разработке иммерсионного литографа SSA800/10W на 28 нм (с потенциалом чуть ли не до 7 нм). Но опять-таки, никакой достоверной информации о том, в каком состоянии находится данная разработка, мне найти не удалось. Есть только сообщения такого рода:
Значит плохо искали. Потому что https://baijiahao.baidu.com/s?id=1718775050265460275&wfr=spider&for=pc
Недавно, первая партия отечественных литографических машин SMEE28nm, разработаннах и произведенных в Shanghai Microelectronics, также успешно поступила на завод Foxconn в Циндао. И проект по упаковке и тестированию был официально введен в эксплуатацию. Го Таймин даже заявил: в будущем чипы Huawei будут производится на это заводе"
Armmaster Автор
15.11.2022 14:43Завод Foxconn в Циндао - это завод для packaging&testing, а не непосредственно печать чипов. Поэтому им литографы для фронтенда (о которых речь в статье) не нужно в принципе. SMEE производит много всякого оборудования, включая оборудование для корпусирования, бэкенда, метрологии и т.д. И видимо что-то они на завод в Циндао поставили, что в неокрепших умах журналистов превратилось в SMEE28nm , когда на самом деле речь видимо шла о корпусировании/бэкенде для 28 нм чипов(с чем тоже есть вопросы, но это отдельно). Но повторюсь - это совсем другое оборудование, не имеющее отношение к фронтенд литографам, обсуждаемым в статье.
Alex_Kuzen
16.11.2022 14:42-3Что за несвязанным поток этодругое от тебя посыпался? Ты статью читал?
国产光刻机也成功进入富士康青岛厂区，封测项目正式运转
Степпер приступил у тестированию, а упаковка ведётся уже произведённых чипов в том же Циндао. А не упаковка и тестирование.
Armmaster Автор
16.11.2022 15:06Уважаемый, во-первых, мы с вами на бурдешафт не пили, поэтому будьте добры соблюдать приличия.
Во-вторых, почитайте внимательно новости и разберитесь, о чём идёт речь. Там завод по корпусированию и тестированию, а не полупроводниковая фабрика.
Gryphon88
15.11.2022 14:57Такой нубовый вопрос: можно ли в масочной или безмасочной литографии разменять техпроцесс на производительность? Когда мы светим лазером, на пластине пятно; поменяв мощность лазера или чувствительность фоторезиста можно изменить площадь засвеченного пятна. Это имеет какой-то смысл?
Armmaster Автор
15.11.2022 15:41+2Если отвечать очень общо - то да. Например, та же EUV литография, это во многом история про "разменять техпроцесс на производительность". Т.е. в принципе EUV литография в каком-то виде была готова лет 15 назад, наверное, а потом её долго доводили поднимая "производительность". Или, например, одно дело светить на участок размером 1х1 мм, а другое делать то же самое на 26х33 мм, где начинают появляться на краях всякие сложные оптические эффекты, с которыми надо так или иначе разбираться. Собственно всё оборудовние такого рода, это огромный набор компромиссов между техпроцессом, производительностью, ценой, и т.д.
MechanicusJr
15.11.2022 20:08Такой нубовый вопрос: можно ли в масочной или безмасочной литографии разменять техпроцесс на производительность?
А без разницы. техпроцесс будет меняться на емкость / скорость
Solozhenitsyn
15.11.2022 17:10+1По поводу пункта 4 - здесь уже были комментарии к этой новости от человека из ИПФ РАН: https://habr.com/ru/news/t/695128/#comment_24853752
FireWind
15.11.2022 18:48+1В общем, литографии, хоть какого то современного уровня, хотя бы 90нм, у нас нет и в ближайшие годы не будет. Вернее, не будет десятилетия. А значит не будет производства собственных сложных микросхем. Остального, у нас, то же нет.
Остается самый главный вопрос - что делать?
programania
15.11.2022 20:33А почему не используется масочная электронно-лучевая литография?
Ведь у неё высокая скорость как у масочной.
Нет ограничения по длине волны.
Управлять электронами намного проще, чем рентгеном.
А какие недостатки?MechanicusJr
15.11.2022 23:16так все равно надо позиционировать и луч и подложку и заодно иметь какой-то смываемый резист
http://www.eurotek.com/en/Crestec/CABL-9000-50kV - вроде такое
checkpoint
17.11.2022 03:22Судя по описанию, этот однолучевой EBL литограф предназначен для изготовления масок. Среди прочего, заявлена высокая точность "сшивания" картинки. Т.е. машина отрисовывает паттерн на небольшой площади, после чего перемещает заготовку и отрисовывает следующий кусочек и т.д.
DmitriyN
17.11.2022 15:28На самом деле, нет. Фотошаблоны обычно рисуют хотя бы на shaped-beam литографах, которые светят прямоугольниками, треугольниками и т.п., или даже на cell-projection, которые проецируют какие-то более сложные примитивы. Только так можно достичь разумного времени экспозиции. Эта же машина имеет гауссов пучок и для этого не подходит - ей как минимум не хватит стабильности отрисовать шаблон целиком. Такие системы нужны для несколько другой работы - исследования, отрисовка затворов HEMT транзисторов в MMIC, +- интегральная фотоника и т.п.
PS: есть у нас именно такая машина (cabl-9000) - мягко говоря, очень не очень :D
checkpoint
17.11.2022 15:57Понятно, спасибо.
Вопрос: можно ли использовать эту машину для корректировки топологии (FIB редактирования) ?
DmitriyN
17.11.2022 16:24Конечно нет, это же литограф, а не ФИП. Для этого нужны машины типа этой или этих. E-beam может использоваться для mask repair для продвинутых фотошаблонов (у того же Zeiss есть решения), но это совершенно другие машины с другими требованиями.
Что касается circuit editing, никогда не слышал, чтобы кто-то это серьезно применял, максимум добавить куда-нибудь пад (но я не утверждаю, что это никто не делает). Чаще всего все-таки это нужно для анализа отказов и отладки процессов.
NeverIn
16.11.2022 18:06В контексте статьи не понятны причины, по которым технология непосильна для освоения. В чем конкретные причины - нет фундаментальных знаний, нет промежуточных технологий, нет понимания принципов, нет ресурсов, нет материалов, нет воли/желания ?
Gryphon88
16.11.2022 19:34+3В том, что поезд скрывается на горизонте, а опоздавшие делятся на 3 группы:
1. Самая небольшая бежит за поездом
2. Другие кричат «Ну и не нужен нам поезд! У нас будет свой! Самолет! Потому что у нас есть макет самолета!»
3. Третьи неторопливо докуривают и планируют быстренько догнать, не видя в этом никакой проблемы, хотя некоторые безногие.
Освоить можно, технологию-то люди придумали, а не с неба уронили. В РФ промышленность придется строить примерно с нуля, отталкиваясь от белорусских наработок (мировой уровень примерно 95 года), поскольку сейчас фактически не производится сырье высокой очистки, расходники и само узкоспециализированное оборудование. Пример достаточно успешного импортозамещенного освоения демонстрирует Китай, но вы можете посмотреть сколько времени и денег у них потребовалось.
Jetmanman
17.11.2022 17:38Страна провалилась в технологическую бездну. Каким образом будет работать хоть одно производство без современных процессоров и прочего электронного железа? Откат в начало 2000х? Мощнейшее технологическое отставание, если импорт будет невозможен.
TsarS
Да помимо литографа - пластин нет (есть кремнезем, два заводу по поликремнию закрыты, монокристаллы по Чохральскому не делает никто, нарезок були нет, шлифовки нет, есть только бестигельные 150 мм). Травление, ионная имплантация, вся химия, все газы - нет ничего, что можно было бы собрать в одном месте и хотя бы попытаться автоматизировать для более менее масштабного производства. Да и, собственно, никто не знает сколько нам нужно то этих самых ваших микропроцессоров. Кто будет их потреблять и сколько. Вроде как Иван Покровский взялся считать, посмотрим, что выйдет.
Armmaster Автор
Давайте ограничимся обсуждением проблем литографии в данном треде. Ибо попытка объять полный цикл проблем - это колоссальная по объёму задача, причём в некоторых областях я даже не уверен, что есть русскоговорящие эксперты в принципе.
Касаемо разработки очередной "стратегии, которая должна решить все проблемы" - позвольте мне выразить свой скепсис. Но само по себе публичное обсуждение таких вопросов, безусловно, положительное явление.
MechanicusJr
3 https://habr.com/ru/post/699092/
2 https://habr.com/ru/post/698996/
1 https://habr.com/ru/post/698706/
Его нет. обсуждать имеет смысл запрет видеиогр
Armmaster Автор
Интересные статьи, спасибо.
MechanicusJr
так
бомбанулостартануло то с экспертов в комментариях к вашей статье.https://habr.com/ru/post/698176/
сейчас и сюда набегут, орассказывать про курятники и пластиковые крылья
Matshishkapeu
Экспертов много разных, некоторые, например, между эникействоми ещё и гуру по похудению, токсичности и космическим системам.
Armmaster Автор
К этому надо относиться в какой-то степени философски, потому что есть категория людей, которая принципиально живёт в своём узком мирке заблуждений и что-то им доказать практически невозможно. Но это не отменяет того, что чем больше хороших качественных статей, тем больше людей будет хотя бы в общих чертах понимать, что происходит в индустрии.
MechanicusJr
Да я понимаю. Даже если они сидят на Савушкина, все равно они ходят в те же поликлиники, где есть подорожник и сахар без ничего под названием "нано таблетки"
victor_1212
> Давайте ограничимся обсуждением проблем литографии в данном треде.
правильно, надеюсь что с cad/eda дела лучше
DmitriyN
В каком-то смысле это так, потому что степперы, в отличие от CAD не качаются из интернета и не размножаются так легко. Но работать без суппорта и на устаревших версиях - такое себе удовольствие :D
MechanicusJr
Я попробовал это все расписать
1 https://habr.com/ru/post/698706/
2 https://habr.com/ru/post/698996/
3 https://habr.com/ru/post/699092/
но это скучно, и мало кому интересно. сразу степперы и никак иначе
TsarS
Ничего себе. Как то я пропустил эти статьи. Спасибо
MechanicusJr
видел бы https://dzen.ru/media/panurg/smojet-li-rossiia-postroit-svoiu-fabriku-dlia-proizvodstva-mikroelektroniki-635eb12b5839fb68677bc67d когда писал - написал бы лучше. Или нет
MechanicusJr
Очень хорошая статья по ссылке, спасибо
lioncub
О количестве есть немного тут https://www.rbc.ru/technology_and_media/15/11/2022/63726ae29a79478eebf51ee2
1001
Не знаю, правда или нет, но слышал, что Монокристалл Ставропольский, что-то подобное планирует выпускать. И вроде бы даже новый цех под это достраивает.