光刻机

  • 科技前沿:0.8纳米的光刻机来了?

    精挑细淘,得到头条,我是徐玲。 今天我们选择两个话题,为你提供知识服务。一是突破1纳米制程的光刻机问世,二是2022年搞笑诺贝尔奖名单公布。 今天的第一条,是彭天放老师带来的硬科技报告。 最近,科技界有一条消息刷屏:是美国的一家科技公司(Zyvex Labs),在9月21号宣布推出了目前世界上分辨率最高的电子束光刻设备(ZyveLitho1)。这款设备可以以约0.8纳米的分辨率,对硅片进行加工。要知道,台积电在上个月才宣布,到2025年才能量产2纳米工艺芯片。这家公司一下子就把光刻设备拉到了0.8纳米,听起来确实很令人惊讶。 而且你要知道,台积电的2纳米,和这台设备的0.8纳米,完全不是一个概念。台积电的2纳米,只是一个工艺代号,并不是说使用这个工艺加工出来的晶体管最小尺寸只有2纳米。事实上,从目前披露的信息来看,即便是采用了极紫外光刻机(EUV),台积电的2纳米工艺晶体管的最小结构尺寸也有10纳米左右。而这次美国公司Zyvex Labs声称的0.8纳米,是一个实实在在的设备性能指标,它确实表示,用这台电子束光刻设备加工出来的芯片最小尺寸可以达到0.8纳米。 听到这里,你肯定会感叹,这种电子束光刻设备也太厉害了,它是不是可以直接取代目前最先进的极紫外光刻机呢?先别激动,这种电子束光刻设备并不是传统意义上的光刻机,它目前还不能用于芯片的批量生产。 你知道,光刻机其实可以理解成一种非常精密的投影仪。投影仪的灯泡,就是光刻机的光源;被投射出去带图案的幻灯片,就是芯片制造时需要用的掩模板;而投影的幕布,就是我们需要加工的硅片。硅片上涂了光刻胶,被光照射到的地方光刻胶就被溶解掉。于是加工出各种各样的芯片结构。 如果把投影出去的光想象成一把刻刀的话,那么,光的波长越短,这把刻刀就越锋利,能够加工出来的芯片结构就越精细。光线投影能够实现的最精细的图像分辨率,跟它所使用的光的波长差不多。比如现在最先进的极紫外光刻机(EUV),使用的是一种波长只有13.5纳米的极紫外光,它能够实现的分辨率也就是13纳米左右。当然,你可能听说过,通过浸润式光刻、多重曝光等技术,能够稍微突破一下这个分辨率限制,但基本也不会比光的波长精细太多。 实际上,每一次光刻机的重大迭代,都跟光源突破有关。上一代的深紫外光刻机(DUV),使用的是波长为193纳米的深紫外光,科学家足足用了20年时间才突破了波长更短的极紫外光。而下一代光刻机,科学家必须找到比极紫外光更短波长的光源,这非常困难。不过,有一个现成的东西可以作为光的替代品——那就是电子。 高中物理课上我们都学过一个概念,叫“波粒二象性”,也就是,实物粒子其实也有对应的波长。如果把电子当作波来看待的话,它对应的波长约为零点零几纳米。如果把电子当作光来投影做成光刻机的话,那分辨率可就高多了呀!其实,科学家早就想到了这个思路,他们早在1990年代就制作出了第一代电子束光刻设备,可以实现差不多20纳米的分辨率。 你肯定会问了:为什么电子束光刻设备出现得这么早,但直到今天都没有应用于芯片的批量加工呢?这是因为,电子束光刻虽然精度高,却有一个致命的弱点,就是加工速度非常慢。电子和光子不同,电子之间有明显的相互排斥力。电子束光刻很难像光刻机那样,用很多光子一下把整个硅片都“照亮”。如果一次性放出的电子太多,电子之间就会由于相互排斥,导致成像紊乱。 于是,电子束光刻设备,只能用“涓涓细流”的电子,一点一点地照射硅片。真的如同一把“刻刀”,在硅片上一小块一小块地刻出图案。相比起来,光刻机就像印刷一样,能够一次性把图案铺满整个硅片,加工效率简直是天壤之别。所以说,很多新闻报道里,用这次发布的0.8纳米的电子束光刻设备来对比荷兰阿斯麦的极紫外光刻机,其实是有点文不对题。 这样说来,这个听起来很牛的电子束光刻设备是不是就没啥实际用途呢?其实,电子束光刻虽然没有办法用来大规模生产芯片,但它在芯片加工里也有非常重要的作用。 首先,电子束光刻是现在用来加工掩模板的最主要手段之一。前面我们提过,掩模板就是光刻机用来在硅片上形成投影的那张“幻灯片”,是芯片光刻的“模具”。它对于芯片生产的重要性,就如同雕版印刷中使用的雕版一样,是芯片每一道工艺参考的图案基准。除了加工掩模板,电子束光刻在量子计算芯片、超表面芯片等前沿黑科技的样品加工上,也有不可替代的作用,是实验室必不可少的科研设备。 我们再说回到极紫外光刻机,下一代光源突破会是什么呢?目前荷兰阿斯麦公司是利用金属液滴产生极紫外光,而就在去年,清华大学有了一项突破性成果,通过操控电子束的高速振动,来产生高能量的紫外辐射,从而获得波长只有几纳米、功率高达几百瓦的高质量极紫外光。这种技术被称为“稳态微聚束光源”,这是下一代光刻机光源的有力竞争者,有可能成为国产光刻机弯道超车的契机。 来看今天的第二条。 最近,2022年搞笑诺贝尔奖名单新鲜出炉了。去年的今天,也就是第73期节目中,我们和你聊过2021年的搞笑诺贝尔奖。它被称为“来自民间的诺贝尔奖”。跟诺奖一样,它一年一度颁发,评审委员是真正的诺奖得主,获奖项目也都是最前沿的科研成果。跟诺奖不同的是,它的研究主题相当“不正经”,从“男人为什么长胡子”到“怎么搬运一只1000公斤的犀牛”,五花八门、出其不意。“先让你发笑,后让你思考”。 今年的搞笑诺贝尔奖,一共有10组研究者获奖,我们继续为你跟进。 先问你个问题。你觉得怎么能判断出第一次见面的男女是否互相喜欢呢?通过两个人专注的眼神,或者微笑的表情吗?本届搞笑诺贝尔应用心脏病学奖获奖项目告诉你,这些都不是证据。男女一见钟情时,一定会表现出的特征是,心跳同步。 研究者招募了140名参与者,并把他们带进一个约会小黑屋。屋里有一张桌子,中间竖着一个可以开关的塑料隔板。身上带着传感器的男生和女生,分坐在桌子两端。隔板先打开三秒钟,让他们对彼此有一个快速的第一印象。然后隔板会再打开两次,让受试者分别进行两分钟的互动。最后,受试者决定,他们是否想与对方进行下一次约会。 结果显示,微笑、大笑、眼神注视等表现,都不能代表他们对彼此有兴趣。但配对成功的男女,表现出了一个共同特征,就是心跳会同步加快或同步放缓。看来,我们用“心动”来表示被爱情击中,真的有科学道理。 再来看本届搞笑诺贝尔经济学奖。古今中外,人们有个永恒之问:成功到底靠能力还是靠运气?为此,获奖研究团队用计算机模拟了一群人在40年工作时间中的起起伏伏。在这个模型里,有1000个小人,他们有相同数量的起始财富值,不同程度的智力和技能值,随机分布在一个正方形世界里。正方形里还有一些随机游走的圆圈,红色圆圈代表幸运事件,绿色圆圈代表不幸事件。在每次模拟实验中,小人都会随机接触到一定数量的圆圈。圆圈被设定成每6个月运动一次,运动80次,代表40年。 当小人撞上了幸运圆圈,他的财富将以与技能成正比的倍数增加。也就是,小人越聪明,越可以从幸运事件里受益。当小人撞上不幸圆圈,他的财富将以与技能成反比的倍数减少。也就是,小人越聪明,越有能力避免损失。如此模拟40年后,结果怎样呢? 在模型设计中,小人的智力和技能是正态分布,也就是大多数人处于平均水平;但在40年之后,他们所积累的财富分布很不平均,20%的人掌握了80%的财富。更扎心的是,钱最多的人不是最聪明或者最有技能的人,而是能力一般却非常幸运的普通人。也就是说,财富多少真的和聪明才智没啥关系。 在颁奖典礼上,颁奖嘉宾调侃获奖者说,“显而易见,你们能站在这儿,拿了这个奖,只是因为你们特别幸运罢了。” 不过获奖者表示,这个研究结果不意味着人们应该守株待兔,等待幸运的降临。因为这个模型跟现实有一个非常大的不同:模型中的小人只能被动接受机会;在现实生活中,我们可以主动寻找机会。 爱因斯坦说过:“探索真理比占有真理更为可贵”,你看,甭管搞笑诺贝尔奖看上去有多不正经,但只要是用科学的思维去探索,那么他照样能引发思考,带来启示。 来说说咱们得到的事儿。 又到了周五“头条帮你问”时间。@用户61905183 问罗砚老师:工作中会收到特别多领导转发的邮件,收到后也分不清哪些只需要知道,哪些是需要行动的,对于这类邮件,该怎么给领导回复? 罗砚老师回答:回复领导的转发邮件,的确是很多外企、民企员工的写作难题。收到这样的邮件,你就分两步来解决:第一步,识别领导意图;第二步,给出回应。 不管领导说了什么,他的意图大致就三种。 第一种,叫“有个事情,你来办”。领导会明确告诉你,这件事是什么事,要怎么办。 这时,回复的关键是做好“反述”:用自己的话把任务说一遍,说说你如何理解这件事的目标,打算怎么做,什么时间完成。做好反向确认,形成书面共识,这个指令咱就接住了。 第二种,叫“有个信息,可能对你有用”。领导其实也没啥指令,就是觉得这个信息对你有用,就直接把邮件转发给你了。比如,他转发了一篇叫《数据治理》的文章给你,一句话也没说,你怎么回?你可以给这个信息,找到落地方向。 比如:“好的老板,我学习一下。数据思维的确越来越重要,下个季度的员工培训,我也找一下这方面的培训资源。”如果你的理解是对的,那领导就知道你接住了;即使你想得不到位,领导也会纠正你,告诉你他到底想说什么。 第三种情况,是领导要找你追责了,叫“有个问题,你处理一下”。这样的邮件,我们就得重视,打起十二万分精神来处理了。 千万别只回一个“收到”,领导看到这样的回复,很难有掌控感。正确的回复方式,是告诉领导:这个问题,你会如何去解决;什么时间前,能给领导一个处理结果。 以上就是三种回应方式。这样回邮件,你就不只是一个被动的信息接受者,而是把共识往前推进了一步。更多的职场写作方法,你可以加入《职场写作训练营》进一步了解。 另外,还要向你汇报一下:明天是《王煜全·全球科技产业报告》的更新日,这个月的4讲内容,是围绕人工智能技术展开的。你如果平时关注科技新闻,应该能感觉到,人工智能技术落地的速度正在加快,出现了人工智能+交通、人工智能+医疗等等很多热门应用。那么在王煜全老师眼中,哪些应用最值得关注?欢迎你打开明天的《全球科技产业报告》,和王老师一起探索人工智能新进展。 还有,明天就是国庆节了,祝你假期快乐!《得到头条》国庆不停更,我们为你特别策划了国庆专题,利用七天假期,带你刷7门好课。每天的课表,我给你附在最后了,看看有没有你感兴趣又来不及刷的课程,可以锁定《得到头条》来听。 今天就聊到这儿,《得到头条》,明天见。  

    得到头条 2022-09-30