如今，晶元工藝已進入光刻階段，其中浸沒式光刻機作為一種現代光刻技術，在晶元製造中得到廣泛應用。 在本文中，我們將討論使用浸沒式光刻機製造 2nm 晶元的高成本。
1. 光刻技術與晶元製造
光刻工藝是通過光化學反應原理在塗有光刻膠的矽片上傳遞電路圖並形成有效電路圖案的過程。 由於晶元體積小，電路圖複雜，乙個晶元甚至有幾十層電路走線。 以目前的3nm工藝為例，每平方公釐可以達到近2億個電晶體的密度，可見光刻工藝的複雜性和精度。
2.不同型別的光刻機
光刻機的解像度有幾種不同型別的光刻機，包括I線、G線、KRF、ARF、ARFI、EUV等。 其中，ARFI光刻機作為浸沒式光刻技術，是應用最廣泛的光刻機。 它是在ARF光刻機的基礎上的改進，使用相同的波長，即193nm，但在晶圓前面新增一層水作為介質，當光線穿過水時，折射後相當於134nm，從而縮短了波長，提高了解像度。 因此，ARF光刻機理論上可以支援65nm工藝，而ARFI光刻機理論上可以支援7nm工藝。
然而，在現實中，浸沒式光刻機的潛力遠遠超出了7nm工藝。 無論成本如何，浸沒式光刻機甚至可以製造 3nm 和 2nm 的晶元。 實現這一目標的關鍵是多路復用和對準技術。
1.多項一流技術
多層技術可以將原來的10層電路圖拆分為30層、40層甚至更多層，最終通過多種光刻工藝實現更高的解像度。 以“王”字的拓印為例，如果一次直接在一張小紙上揉搓，紙張尺寸太小，無法完成所有的字形，所以需要多次完成。 先拉伸乙個水平“一”，然後移動紙張，再次展開乙個水平“一”，再拉伸乙個垂直“|”。最後，它橫向延伸，形成“王”字。 每次揉搓都需要精確對齊，這是實現多重**的難度。
2. 對準技術
晶元**的多樣性也依賴於高精度對準技術。 每次光刻都需要確保誤差足夠小，以便以 n 個步驟將具有非常小工藝的晶元刻製到矽晶圓上。 與上面的“王”字拓印示例類似，每次列印拓印時都必須對紙張的位置進行微調，以保證每次拓印的準確性。 但是，每**次**帶來的時間和成本也相應增加，因為一次光刻變成了10倍甚至20倍，時間成本相對增加了20倍。 此外，每個倍數**都會降低產量，進一步增加實際成本。
然而，由於成本考慮，浸沒式光刻機在製造7nm晶元後無法向前發展。 商用晶元製造需要考慮成本和市場化的問題，如果成本太高，就無法實際應用。 因此，大多數浸沒式光刻機在製造 7nm 晶元後停止改進。 但這並不意味著浸沒式光刻機在7nm時就達到了極限。 從理論上講，沒有限制這回事，只要你能不計代價地繼續前進。
本文解釋了使用浸沒式光刻機製造 2nm 晶元的高成本。 儘管浸沒式光刻機的潛力遠遠超過7nm工藝，但由於多路復用和對準技術等挑戰以及高成本，商業應用仍然受到限制。 但隨著技術的不斷進步和成本的降低，相信浸沒式光刻機未來仍將有更大的發展空間，為晶元行業帶來更高的解像度和更強的效能。
雖然用浸沒式光刻機製造2nm晶元的成本仍然高得令人望而卻步，但從技術角度來看，它仍然具有無限的潛力。 隨著科學技術的飛速發展和市場需求的不斷增長，相信在不久的將來，浸沒式光刻機將能夠克服技術挑戰，實現更低成本、更高解像度的晶元製造。 這將為各行各業的發展帶來更廣闊的可能，促進科技的進步和社會的發展。