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4.2 无EUV环境下的多重曝光(Multi-Patterning)技术鹏芯微在向14nm乃至7nm进军的过程中,面临的最大外部约束是无法获取EUV(极紫外)光刻机。这意味着必须使用波长为193nm的DUV光刻机来加工远小于其波长的特征尺寸(如7nm节点的金属间距约为36-40nm)。这必须依靠多重曝光技术,主要是SAQP(Self-Aligned Quadruple Patterning,自对准四重曝光)。4.2.1 SAQP工艺流程解析SAQP是一种“以空间换精度”的工程魔术。它不是直接“画”出线条,而是通过沉积和刻蚀“长”出线条。芯模(Mandrel)光刻:先通过光刻定义出较为稀疏的芯模图案。侧墙(Spacer)沉积与刻蚀:在芯模两侧沉积一层薄膜,然后刻蚀掉水平部分,只保留侧壁。芯模去除:刻蚀掉原本的芯模,留下的两个侧墙就形成了两倍密度的线条(SADP)。第二轮侧墙工艺:以第一轮的侧墙为芯模,重复上述过程,最终获得四倍密度的线条(SAQP)。4.2.2 SAQP带来的工程挑战工序激增:SAQP将原本的一道光刻工序变成了“光刻-沉积-刻蚀-沉积-刻蚀-清洗...”的复杂循环。这导致薄膜沉积和刻蚀的设备需求量暴增3-4倍。这也解释了为何鹏芯微在2024-2025年大规模采购刻蚀和薄膜设备 。CD(关键尺寸)均匀性控制:在SAQP中,线条的宽度不再单纯由光刻决定,而是由沉积膜层的厚度决定。ALD(原子层沉积)技术的精度必须控制在埃米(Å)级别。鹏芯微招聘的“薄膜研发工程师”必须精通ALD工艺,以保证全晶圆数万亿个晶体管的均一性。套刻精度(Overlay):多重曝光要求各层之间的对准误差极小(<2nm)。这对光刻机的对准系统和量测设备提出了极限挑战。
8. 结论与展望:2026及其后的“深圳模式”
8.1 2025-2026年展望
良率爬坡战:随着先进制程产能的释放,2025年下半年至2026年,鹏芯微将面临严峻的良率爬坡挑战。在多重曝光工艺下,缺陷密度(Defect Density)的控制难度呈指数级上升。良率能否快速稳定在商业化基准线以上,将是检验其技术成色的试金石。
产能满载:受益于国内庞大的AI算力和新能源汽车需求,预计鹏芯微的产线将保持高稼动率(Utilization Rate)。这种“供不应求”的状态将为其提供稳定的现金流,反哺高昂的研发投入。
8.2 鹏芯微的产业启示
鹏芯微的崛起,代表了一种全新的“深圳模式”:即在**强力引导(深重投)、市场需求牵引(本地Fabless巨头)和技术自主创新(国产设备验证)三力合一的框架下,通过高强度的工程迭代,硬生生地在技术封锁的墙上凿开一个缺口。
它证明了,即使在缺乏最先进光刻机的极端环境下,通过系统级的工程优化、精细化的制程管理以及全产业链的协同,依然可以制造出满足大部分高端应用需求的芯片。对于中国半导体产业而言,鹏芯微不仅是一个工厂,更是一座灯塔,照亮了“后摩尔时代”技术突围的现实路径。
在未来的数年里,鹏芯微将继续作为深圳乃至大湾区硬核科技的底座,支撑起万亿级电子信息产业的转型升级。它的每一次技术节点的跨越,都将是区域产业竞争力的一次质的飞跃。 |
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