¿Cómo se hacen las patatas fritas?
Es habitual que el material más básico para la fabricación de virutas sea la arena. Su componente principal es la sílice. Los cristales de silicio de alta pureza se extraen del óxido mediante una reacción de reducción a temperaturas extremadamente altas y luego se convierten en lingotes de silicio. Luego, los lingotes de silicio se cortan en finos discos circulares, llamados obleas de silicio.
Primero, se realiza una fotolitografía en la oblea de silicio, luego se le aplica una capa de pegamento especial y luego el dibujo del chip diseñado con miles de millones de componentes del circuito se convierte en una máscara. La llamada máscara es una película especial de proyección de imágenes, que incluye los dibujos iniciales del diseño del chip, que se imprimirán en la oblea de silicio que se encuentra debajo. Cuanto más potente es el chip, más componentes electrónicos deben colocarse en el chip más pequeño, lo que también requiere una mayor resolución de proyección. Es como utilizar un bolígrafo más pequeño para realizar la tarea y pintar un cuadro más preciso. Cuanto más corta sea la longitud de onda de la fuente de luz de proyección, mayor será la precisión de la imagen proyectada, lo que requiere que más corta sea la longitud de onda de la fuente de luz en la máquina de litografía. Desde ultravioleta hasta ultravioleta profundo y ultravioleta extremo, solo las máquinas de litografía ultravioleta extrema más avanzadas pueden producir chips de 7 nm y 5 nm.
Utilice luz ultravioleta extrema para proyectar el diseño del chip en el molde fotorresistente de la oblea de silicio. En este momento, se producirá una reacción fotoquímica dondequiera que brille la luz, se disolverá fácilmente en agua y luego se desarrollará. Limpie, forme una textura de circuito fotolitográfico y grabe con una solución química especial para obtener varias zanjas de circuito entrecruzadas, luego inyecte en ellas las partículas de impureza correspondientes y difunda a alta temperatura hasta que la conductividad alcance los requisitos de diseño, y luego repita la serie anterior. . Procese decenas de veces.
Todo el proceso de fabricación de chips requiere mucha tecnología óptica sofisticada, tecnología de materiales y tecnología de procesamiento de precisión, todas las cuales son indispensables. El alineador de máscaras de alta precisión es lo más importante en todo el proceso de producción de chips. Actualmente, la máquina de litografía ultravioleta extrema más avanzada del mundo es fabricada por la empresa holandesa ASML. Los láseres ultrapotentes emiten luz láser pulsada que puede producir longitudes de onda extremas de luz ultravioleta. Cuando el láser de pulso golpea el diminuto estaño líquido, puede convertirlo instantáneamente en un plasma de alta temperatura, excitar la luz ultravioleta extrema requerida por la máquina de litografía y luego enviarla a la lente de proyección de la máquina de litografía a través de una serie de reflectores. Las obleas de silicio se someten a fotolitografía.
La máquina de litografía pesa 200 toneladas y es una de las máquinas más sofisticadas del mundo. El precio de una sola máquina llega a 65.438 dólares estadounidenses + 50 millones de dólares estadounidenses. Una empresa nacional encargó una vez una máquina de litografía ultravioleta extrema a ASML de los Países Bajos, pero aún no se ha entregado con éxito, incluida la tecnología patentada que requiere autorización de los EE. UU. El sistema de fuente de luz láser en la máquina de litografía es una de ellas.
La fabricación de chips es una industria intensiva en capital y tecnología con un largo ciclo de I+D. Todavía tenemos que seguir explorando este camino, pero algún día lo conseguiremos. El presidente de Huawei, Ren Zhengfei, dijo una vez: "Nuestros chips tardarán al menos 50 años en alcanzar a Apple. Ante el rápido desarrollo tecnológico y el bloqueo tecnológico, ¡no tenemos miedo y seguimos adelante!".