俄罗斯自研光刻机最新进展：成本不到37万元！

俄罗斯自研光刻机又有了新进展。

据俄罗斯媒体cnews报道，圣彼得堡创建了一个光刻综合体，其中包括了一个在基板上进行无掩模图像采集和硅等离子化学蚀刻的设备。开发人员声称，第一台用于无掩模纳米光刻的机器成本约为500万卢布（约36.74万人民币），而外国同类产品的价值高达数十亿卢布。

X射线光刻技术

早在去年4月，俄罗斯媒体就报道称，莫斯科电子技术学院 (MIET)承接了贸工部开发制造芯片的光刻机项目，该项目由俄罗斯政府首期投资6.7亿卢布资金（约合5100万元人民币）。研发的光刻机计划达到EUV级别，但技术原理完全不同，是基于同步加速器和/或等离子体源”的无掩模X射线光刻机。

俄罗斯光刻机技术

目前，EUV光刻机全球只有ASML公司能够研发、生产，但它的技术限制也很多，俄罗斯计划开发全新的EUV光刻机，使用的将是X射线技术，不需要光掩模就能生产芯片。

光刻机的架构及技术很复杂，不过决定光刻机分辨率的主要因素就是三点，分别是常数K、光源波长及物镜的数值孔径，波长越短，分辨率就越高，现在的EUV光刻机使用的是极紫外光EUV，波长13.5nm，可以用于制造7nm及以下的先进工艺工艺。

技术优势

X射线光刻机使用的是X射线，波长介于0.01nm到10nm之间，比EUV极紫外光还要短，因此光刻分辨率要高很多。

此外，X射线光刻机相比现在的EUV光刻机还有一个优势，那就是不需要光掩模版，可以直写光刻，这也节省了一大笔费用。

正因为有这么两个特点，俄罗斯要研发的X射线光刻机优势很大，甚至被当地的媒体宣传为全球都没有的光刻机，ASML也做不到。

从相关资料来看，全球确实没有能达到规模量产的X射线光刻机，不过这种技术并不是现在才有，不仅美国、欧洲研究过，国内也有科研机构做了X射线光刻机，只是生产芯片的效率跟ASML的光刻机不能比的，只适合特定场景。

俄罗斯光刻机最新进展

圣彼得堡彼得大帝理工大学（SPbPU ）的专家表示，俄罗斯已经开发了两套用于生产微电子纳米结构的装置，这将使“解决俄罗斯在微电子领域的技术主权问题”成为可能。

据开发人员称，与传统光刻技术相比，X射线光刻机无论是在金钱还是时间方面，这项技术都便宜得多，因为传统光刻技术需要使用专门的光罩来获取图像。而X射线光刻机，不需要光掩模就能生产芯片。

据该机构称，这样的安装估计约为500万卢布，也就是说，它的价格与许多常规的汽车价格相当。该机构声称，国外此类设备的成本要比其研发的设备高出数十倍，在 100 至 130 亿卢布之间。

该大学代表表示，该综合体由圣彼得堡理工大学领导开发，旨在创建“各种微电子设备运行”所需的纳米结构。第一阶段目标是开发出使用X射线光刻机，第二阶段是开发出用于硅等离子化学蚀刻的设备。

该项目的负责人表示，使用这种设施创建的膜“在可靠性和灵敏度方面优于液体或激光蚀刻生产的膜”。他们还强调，这完全是国产产品。

对于俄罗斯自研的蚀刻机的成本，并未被透露。

圣彼得堡彼得大帝理工大学“材料技术”实验室负责人Artem Osipov 表示，在圣彼得堡理工大学内部创建的由两个设备组成的综合体之外，还有研究可将雷达设备的使用寿命延长 20 倍以上的相关技术。他还补充说，如果将设备用于太阳能电池板的生产，将有可能减轻其重量和尺寸，并教会它们在阴天工作，并与明亮的阳光下一样高效。

开发商没有具体说明是否有任何俄罗斯芯片制造商对其新安装感兴趣。对此，目前还没有消息称它们何时开始应用于实际生产。与此同时，发明人继续改进他们创造的光刻复合体。特别是，他们打算为其中的两个设备配备人工智能，但没有具体说明它将解决什么任务。

圣彼得堡理工大学并不是唯一一所致力于创造先进光刻解决方案的俄罗斯本土大学。

另一个备份：2028年开发出可生产7nm芯片的光刻机

除了X射线光刻机之外，早在2022年10月，CNews就撰文称，俄罗斯科学院下诺夫哥罗德应用物理研究所（ IPF RAS ）也在积极的研发可以生成7nm芯片的光刻机。

根据当时的报道，位于下诺夫哥罗德的IPF RAS 正在开发俄罗斯第一台用于生产超小纳米微电子器件的光刻装置，截止2022年10月，RAS科学家已经创建了第一个设备演示样品。通过该设备，可以在基板上获得分辨率高达 7nm 的单个图像。

当时的报道还指出，IPF RAS计划在六年内打造出国产7nm光刻机的工业样机。因此，2024 年将创建一台“Alpha机器”。这样的设备将成为可以执行完整操作周期的工作设备。

第二阶段，“测试机”将于2026年出现。下诺夫哥罗德战略网站指出，设备系统将得到改进，更加复杂，分辨率将提高，生产率将提高，许多操作将实现机器人化。该装置已可用于大规模生产。

在第三阶段（2026-2028年），俄罗斯本土光刻机将获得更强大的辐射源，改进的定位和进给系统，并将开始全面的工作。

俄罗斯科学院微结构物理研究所副所长Nikolai Chkhalo表示，该演示器的光学系统是在俄罗斯科学院应用物理研究所组装的，已经超越了当今世界上现有的所有类似设备。Chkhalo指出，与微电子行业最大的光刻设备制造商 ASML 的光刻机相比，下诺夫哥罗德模型中的辐射源在运行中更加紧凑。据他介绍，后一种情况极大地影响了设备的成本、尺寸和复杂性。

在输出方面，同等辐射源功率下，俄罗斯设备的效率将比ASML高1.5-2倍。

众所周知，截至 2023 年 10 月，俄罗斯还无法使用现代技术工艺生产微电路，该国最多可以使用65nm结构，而该技术在近 20 年前就已经过时了。现在俄罗斯正在建设28nm工厂，但这个技术也已经落后。目前全球尖端的芯片都已经进入了4nm，并在2023年向3nm过渡。

如上所述，IAP RAS 正在努力缩小俄罗斯与世界其他国家之间的巨大差距——大学专家正在开发第一款国产光刻机，能够使用 7 nm 拓扑生产芯片。然而，这需要数年时间——设备可能要到 2028 年才能开始全面运行。

自研光刻胶

同样是在 2023 年 3 月，CNews撰文称，俄罗斯工贸部下令开发和开发用于微电子生产的光刻材料，特别是光刻胶的生产。该部将为这项工作支付11亿卢布。

据报道，这项工作被指定为“光解”代码。技术规范指出，其相关性是由于俄罗斯没有开发和生产类似材料。

作为工贸部下令的研究工作的一部分，计划制造用于光刻工艺的光刻胶，光化激光辐射波长为248 nm。

该工作包括开发和生产光刻胶，即FR248-01、FR248-02、FR248-03、FR248-04、FR248-05牌号以及两种抗反射涂层，即PA248-01和PA248-02。

承包商不仅必须进行理论和实验工作，还要测试光刻胶的实验批次，并准备和掌握其生产。文件指出：“在开展研究过程中，必须将开发材料的样品转移给企业，并得出参数水平和适用性的结论。”

研究开发过程中使用国外生产的原材料、材料和设备必须经工贸部同意。

但无论哪一样，对俄罗斯来说，应该都不是一件简单的事情。

编辑：芯智讯-林子  综合自cnews及芯智讯过往报道