而现在又传来一个重磅：一家注书籍钱50万元，名叫“上海创消新技能发展有限公司”的中国科技公司，正在申请一个专利。该专利显示：制造5nm（纳米）芯片，不一定要利用极紫外光刻机！
乃至都不须要晶圆表面的光刻过程，而是直接采取打仗式的蚀刻技能，就能生产5nm制程的芯片。这个专利如果是真的，那可以说是一道闪电，切实其实便是降维打击，直接掀了西方公司的桌子了。
这是范例的弯道超车的架势，相称于绕开了对方历时多年费尽心机设置的壁垒，找到了一条直击症结的捷径，就像新能源汽车对传统汽车的冲击一样。但是，咱们必须得镇静！
由于这种看起来很振奋，末了却被泼一盆冷水的事，并非没有发生过。越是看上去非常大的超过，越要谨慎对待，由于这里面很可能暗藏着风险。
对付这个“无需光刻机就能实现5nm”的惊人专利，个中有没有埋着雷呢？笔者找到了它的专利申请书，仔细研究了一下，还真是有所创造！
首先这个专利并不像宣扬的那样不须要光刻机，而是须要一种“激光直写光刻机”，咱们来看看详细的流程。
对付ASML造的那种EUV光刻机，利用的是投影光刻法，它利用激光等离子光源天生13.5nm波长的极紫外光，再通过多个带镀膜反射镜来纯化光芒，使其波长更集中在13.5nm附近。利用这种波长的极紫外光，使其通过带有集成电路图案的掩模版，再通过光学系统缩小投影，将图案投射到涂了光刻胶的晶圆上，实现光刻。
由于13.5nm波长很短，能做出7nm乃至是5nm制程的芯片。如果进行多次曝光，还能实现更小的制程，比如3nm、2nm。但是，能看出来这种光刻机的掩模版大小，并不是和晶圆上的图案1比1的，而是一块放大了几倍的板。这种掩模版做起来相对随意马虎一些。
那么上海那家公司是怎么绕开这个光刻流程的呢？专利申请书中明确写了，它也须要掩模板，但不是放大的，而是1比1的。在设计了集成电路图案之后，要用激光直写光刻机把图案刻到掩模版上，而且是1比1大小的掩模版，这块版能否做出来，是终极能否实现5nm工艺的关键。
因此，要做5nm制程的芯片，就得做出一块图案线宽也是5nm级别的掩模版，这么一来，就须要一台5nm级别的激光直写光刻机。在这块十分主要的掩模版成功制作完成之后，接下来的工艺反而大略了：将掩模版直接贴在晶圆基片上，用等离子体进行干法蚀刻，这样没有被掩模版挡住的部分会被蚀刻掉，从而形成集成电路图案。再把掩模版拿走，清洁晶圆，就大功告成了。
是不是非常简洁？看到这里之后，我想很多民气中都会浮现出一个问题：为什么之前就没人想到呢？难道西方公司玩了这么多年光刻机，就一贯忽略了如此高效的工艺方案吗？笔者对此十分迷惑，后来才创造了症结所在：那块刻有5nm图案的掩模版，到底能不能做出来？如果做不出来，那统统都是个零。
前面已经先容了，如果要做出5nm的1：1掩模板，专利申请书中说过要用5nm的激光直写光刻机，那么我国目前有没有这样的光刻机呢？专利申请书中写道：“我国(中科院、哈尔滨工业大学)目前拥有5nm精度激光直写光刻机，可用于加工掩膜版(光刻掩模版、蚀刻掩模版)，比如钛板”。
看到这里就已经很令人惊异了，我国真的有5nm精度的光刻机？就算是激光直写光刻机，一样平常不会拿来直接刻芯片，而是用来做掩模，但是5nm精度那可是相称高的呀，这可能吗？于是笔者便查询了一下，创造还真不是空穴来风：
2021年的时候，中国科学院苏州纳米技能与纳米仿生研究所研究员张子旸与国家纳米中央研究员刘前互助，在Nano Letters上揭橥了题为“超分辨率激光光刻技能制备5纳米间隙电极和阵列”的研究论文，宣布了一种新型5nm超高精度激光光刻加工方法，能够实现特色尺寸为5nm的光刻加工。
当时这是一则相称轰动的科技新闻，很多网友都非常愉快，以为5nm光刻机胜利在望了。不过后来刘前研究员亲自辟谣，说这种光刻技能不是用来直接做芯片的，这才把谈论热潮给平息下去。但虽然做不了芯片光刻，能不能拿来做掩模版呢？刘前研究员当时还特意说了，确实能用来提高掩模版加工的精度。
那岂不是就对上榫头了？并没有！
如果您把那篇论文仔细研究一下的话，会创造这个5nm并不是光刻出来的图案能达到5nm分辨率，而是指一种分外情形。超分辨率激光直写光刻用的是405nm波长的激光，如果用传统的光刻胶化学反应事理来刻写，是绝不可能实现5nm精度的，由于405nm的激光投影出来的光斑，就远大于5nm。
但科学家们想了其余的方法，利用了光热反应事理，在被刻工具的表面涂上了对温度敏感的光刻涂层，只有温度超过一个值，才会发生反应。虽然激光光斑的尺寸比较大，但只有光斑中央区域的温度才能超过这个阈值，于是发生反应的区域非常小，宽度只有57nm旁边。但这还是比5nm大得多。
研究职员又采取了其余一个方法：用了两束激光，两个光斑产生了一定的交叠，这样就刻出来两道各宽57nm的线，而这两条线之间的“缝隙”，可以做到非常细，最高能实现5nm的宽度。所谓的5nm特色尺寸，便是这么来的。
这种技能已经非常高等了，用来做纳米狭缝电极的效率相称高。利用常规的聚焦离子束技能，制备一个纳米狭缝电极须要10到20分钟，而利用双光束交叠激光直写技能，一小时就能做出约50万个。那么这么厉害的方法能不能用来做5nm的芯片掩模呢？
很可惜：做不了！
由于5nm的宽度只是中间那条缝隙，而缝隙两边各有57nm的区域，已经发生了光热反应，无法再进行光刻了。以是这种技能最多只能做出57nm的掩模板，想做5nm的根本弗成。
这么一来，那家上海公司的专利最主要的一步实现不了，就成了无根之水了。虽然没有找到哈工大的5nm激光直写光刻机的资料，但笔者以为从物理事理上看，和中国科学院比较该当难以涌现颠覆性的打破。
实在我们如果看看该公司拥有或申请的专利，就会创造种类非常杂，有“无滋扰侧向停车环保型双层停车设备”，还有“折叠平板电脑”、“手机腕带”，乃至还有“花园垃圾网络器”等，怎么看也不太像是个专门研究高端光刻机的企业。
以是，“无需光刻机也能制造5nm芯片”的说法，恐怕要打上一个大大的问号了。
#有专利申请称5nm芯片无需光刻机#
