你可能不知道,，問世超過 20 年的 DUV 光刻機(jī)，還在發(fā)光發(fā)熱,。

使用浸潤式 DUV 光刻機(jī) + 多重曝光技術(shù)生產(chǎn) 5nm 芯片完全可行,，不計代價的情況下甚至能做到 3nm。

盡管理論上可行,，且在 7nm 節(jié)點(diǎn)上已被部分晶圓廠驗證過,，但這需要諸多條件同時滿足，比如多重曝光中關(guān)鍵的 " 套刻精度 " ——多次曝光之間圖形對準(zhǔn)的精度,。

此外,，也涉及到許許多多的制程手段，比如相移光罩,、模型光學(xué)臨近效應(yīng)修正,、過蝕刻、反演光刻等,，甚至基于最新的定向自組裝光刻技術(shù),，在不依賴更高分辨率光刻的情況下，也有生產(chǎn) 5nm 芯片的可能性,。

當(dāng)然,，這么做需要付出高昂的成本，一般晶圓廠不會采用這種極端的手段來量產(chǎn)先進(jìn)工藝芯片,，畢竟主流的方案都是經(jīng)過市場優(yōu)勝劣汰,，篩選出來的最符合商業(yè)邏輯的制造方式。

我們先從一個基礎(chǔ)知識講起,，但如果你對工藝節(jié)點(diǎn)有系統(tǒng)的認(rèn)知,，可跳過第一部分。

5nm 是文字游戲,？

想要搞清楚浸潤式光刻機(jī) + 多重曝光到底能否做到 5nm 之前,，需要先厘清什么是 5nm。正好這兩天，也有人把這個話題又拿出來吵,，說 ASML 揭了晶圓廠的老底,。

在展開說線寬的話題之前，我們需要知道,，晶體管的作用,，線寬在這里面扮演的價值。

晶體管通過柵極（Gate）來控制電路的導(dǎo)通和截止,，導(dǎo)通代表 1,，截止代表 0，以此來實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制計算,。柵極長度（Gate length）越小,，電流通過晶體管的源極（Source）、漏極（Drain）的速度就越快,，即芯片的性能越強(qiáng),。

圖 1：MOSFET 場效晶體管平面結(jié)構(gòu)示意圖

過去，晶體管的柵極長度被定義為線寬,，和工藝節(jié)點(diǎn)名保持一致,，光刻、沉積,、刻蝕,、擴(kuò)散都是縮小線寬的核心制程。

隨著 FinFET,、Nanasheet 這些立體的晶體管結(jié)構(gòu)的問世,，半導(dǎo)體行業(yè)開始突出等效性能的概念——雖然叫 14nm，但它的柵極長度遠(yuǎn)不止 14nm,。例如,，英特爾的 14nm 工藝，柵極長度是 24nm,，臺積電的 7nm 工藝,，柵極長度是 22nm。

另一方面,，線寬并不能作為衡量晶體管密度的特征參數(shù),，這是因為即便線寬很小，但如果柵極之間的間距很大,，單位面積內(nèi)容納的晶體管數(shù)量依然無法提升,。這個時候，如果要表示元件的微縮程度,，就需要引出另一個關(guān)鍵指標(biāo)——周距（Pitch,，也有節(jié)距的叫法）,，如下圖。比如,，過去 1 個單位面積下有 9 個晶體管，通過縮小周距,，可容納 10 個晶體管,。

圖 2：線寬 / 柵極長度、周距與半周距的關(guān)系

90 年代,，0.35μm 以前,，工藝節(jié)點(diǎn)、半周距（Half pitch,，即周距的一半）與柵極長度均一致,，但在這之后，半周距,、柵極長度與節(jié)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系出現(xiàn)分歧,。從下面的圖表我們可以清楚看出節(jié)點(diǎn)，半周距與柵極長度的關(guān)系與演變,。

回到最開始的話題,，當(dāng)我們在說 5nm 的時候，其實(shí)只是在說它的制程節(jié)點(diǎn),，而并不是實(shí)際的線寬,。

許多朋友喜歡說，現(xiàn)在各家半導(dǎo)體大廠宣稱的多少 nm 工藝都是營銷話術(shù),，嚴(yán)格意義上,，20 年前所有工藝節(jié)點(diǎn)都是如此。10 年前,，行業(yè)進(jìn)入 14nm 的 FinFET 立體結(jié)構(gòu)時代,，則徹底地打破節(jié)點(diǎn)、周距,、柵極長度與線寬的關(guān)聯(lián),。

沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)自然會被企業(yè)拿來玩文字游戲、模糊概念,，三星在其 14nm 節(jié)點(diǎn)上首開先河,，臺積電為了不落人后馬上跟進(jìn)，但保守的定義為 16nm,，只有自詡為 " 摩爾定律 " 堅定追隨者的英特爾,，當(dāng)時還在死磕傳統(tǒng)線寬的命名方式，直到 2021 年才全面修改節(jié)點(diǎn)命名,，跟隨競爭對手的節(jié)奏,。

但這有問題嗎,？其實(shí)一點(diǎn)問題都沒有。

晶體管早就從平面變?yōu)榱Ⅲw結(jié)構(gòu),，如果我們把線寬的概念轉(zhuǎn)化為單位晶體管密度（MTr/mm2,，即每平方毫米百萬晶體管數(shù)），會發(fā)現(xiàn)摩爾定律并沒有消亡,，只是以一種不同的形態(tài)繼續(xù)生效——晶體管單位密度仍一直在增加——原本摩爾定律規(guī)定的就是 " 晶體管數(shù)量每 18 個月提升一倍 ",。

晶體管密度江湖里的搏殺

針對晶體管的各種特征尺寸多而復(fù)雜，每個廠商都有不同的定義設(shè)計,，不同廠商相同制程工藝的產(chǎn)品也不完全具有可比性,。

目前直觀比較各家制程差異的唯一辦法，就是回歸摩爾定律的本質(zhì),，對比晶體管密度,，即單位面積內(nèi)的晶體管數(shù)量。

根據(jù)上表的數(shù)據(jù),，在 14nm 節(jié)點(diǎn)英特爾,、臺積電、三星單位晶體管數(shù)量都是每平方毫米 0.3 億顆左右,。

10nm 開始,，英特爾將 14nm+++ 改為 Intel 10，名字是跟上了,，但晶體管數(shù)量卻成了倒數(shù)第一,，而三星則是在 10nm 的優(yōu)化版，即三星的 8nm 節(jié)點(diǎn),，才提升至與臺積電大致水平,。

2018 年臺積電利用浸潤式光刻機(jī) 1980Ci，配合四重曝光技術(shù)率先量產(chǎn) 7nm,，三星在隔年以更先進(jìn)的 EUV 光刻機(jī)應(yīng)戰(zhàn),，但失去了先機(jī)。加上對 EUV 光刻機(jī)的熟悉不足,，結(jié)果良率低下,，最后以自家三星手機(jī)放棄獵戶座芯片，轉(zhuǎn)而搭載高通芯片以及開出比臺積電低 30% 的代工費(fèi)用,，勉強(qiáng)留下大客戶高通,。英特爾這時候還在擠 14nm+++ 的牙膏，7nm 一役臺積電大殺四方,。

臺積電 7nm 從 DUVi 的 N7,、N7P，到 EUV 的 N7+ 及 N6 共四個版本,，晶體管密度從 0.91 提升到 1.16 億,，三星為 0.95 億,，英特爾 2020 年才量產(chǎn) 1 億晶體管密度，而在這個節(jié)點(diǎn)上,，臺積電已先一步幫華為生產(chǎn)出全球首款 5nm 手機(jī)芯片麒麟 9000,，晶體管密度達(dá) 1.5 億 +。

2020 年,，三星宣布量產(chǎn) 5nm,，但晶體管密度只從 7nm 的 0.95 億小幅提升至 1.27 億，改良版 4nm 也只有 1.37 億晶體管,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如臺積電初代 5nm 的 1.5 億，與臺積電 1.8 億的 5nm 改良版 N4P 差距更大,，只能算作 7nm 的升級版,。3nm 節(jié)點(diǎn)上，三星也存在類似的問題,。

2021 年英特爾宣布全面改名節(jié)點(diǎn),，英特爾 10nm 改成 Intel 7，原本的 7nm 改成 Intel 4,，并把后續(xù)節(jié)點(diǎn)細(xì)化成了 Intel 3,、Intel 20A、 Intel 18A,。英特爾 CEO 帕特 · 基辛格雖然提出了 4 年 5 個節(jié)點(diǎn)的路線圖,，但實(shí)際上 Intel 7 本身就是已量產(chǎn)的 10nm，Intel 4 與 Intel 3 是同一節(jié)點(diǎn)的細(xì)分優(yōu)化版本,，所以這 5 年真正要攻克的是 3 個節(jié)點(diǎn),。

根據(jù)我們的了解，Intel 18A 進(jìn)度大概率要延后,，至少得 2026 年或者更久,，而 2025 年底臺積電第一代的 2nm 可以量產(chǎn)。但目前蘋果 3nm 和 2nm 的案子都在跑,，明年的 A19 是否采用臺積電的 2nm,，將會在 2025 年第一季度視 2nm 產(chǎn)線的良率做最后定案。這也與去年蘋果 A17 搶發(fā)第一代 3nm,，但升級效果不明顯有關(guān),，畢竟 N4P 與 N3B，晶體管密度分別為 1.8 億,、1.9 億,，提升并不明顯。

所以,，今年蘋果很可能會改變打法,，讓臺積電繼續(xù)深挖 3nm 潛能,，比如今年蘋果 A18 將采用 N3P，雖說跟去年的 A17 一樣都是 3nm,，但其晶體管密度從 1.9 億到 2.8 億,。對比其他競品的 3nm，目前晶體管密度都還在 1.8 億以下,，且都是良率很低的小批量生產(chǎn),。

有一個現(xiàn)象是值得注意的：摩爾定律的節(jié)點(diǎn)推進(jìn)時間從原本 18 個月到 24 個月，進(jìn)入 7nm 以后則是延緩到 30 個月,，2018 年量產(chǎn) 7nm,，2020 年量產(chǎn) 5nm，2023 量產(chǎn) 3nm,，2025 量產(chǎn) 2nm,，大概為 2~3 年推進(jìn)一代。以目前可知技術(shù)來看,，1.4nm 還能保持目前速度,，1nm 往后節(jié)點(diǎn)大概率拉長到 40 個月以上，但這只是線寬微縮的放緩,，并不影響晶體管數(shù)量的提升,。

在可以確定的 20 年內(nèi)，芯片晶體管的總數(shù)將持續(xù)快速增長,，甚至在單芯片功耗上超越原本的摩爾定律,，比如 3 月份臺積電的劉德音與黃漢森在 IEEE 發(fā)表的文章，預(yù)測未來 10 年內(nèi),，人類就可以制造出一萬億顆晶體管的 GPU 單芯片,，而且未來不再是通過單一的制程手段改善來提升晶體管數(shù)量，立體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,、2D 新材料以及先進(jìn)封裝每一個技術(shù),，都能有效并持續(xù)提升晶體管數(shù)量。

量產(chǎn)與良率成為模糊地帶

過去搶先量產(chǎn),，是英特爾,、三星、臺積電三強(qiáng)競爭的關(guān)鍵,，誰先量產(chǎn)誰就能掌握先機(jī),。

但現(xiàn)在，各家對節(jié)點(diǎn)定義的差距巨大,，比如都說自己是 5nm,，但晶體管密度天差地別，從這個角度來看,，對臺積電還有一點(diǎn)點(diǎn)威脅的是英特爾,，三星已經(jīng)不在競爭的行列,。

三星還有個玩法就是在良率上動手腳，一個新節(jié)點(diǎn)多少良率才算是達(dá)到量產(chǎn)水平,，這是最說不清的,。按臺積電的做法，有外部客戶愿意基于當(dāng)前良率下單,，并順利產(chǎn)出才稱為量產(chǎn),，也就是所謂的商業(yè)量產(chǎn)。

三星每個節(jié)點(diǎn)的首發(fā)客戶基本都是內(nèi)部的三星電子,，一般在低良率階段開啟風(fēng)險試產(chǎn)并同時對外宣稱量產(chǎn),。

將研發(fā)中個位數(shù)良率拿來宣布量產(chǎn)，這么做只是為了宣傳,，不會有任何實(shí)質(zhì)意義,，因為良率不足的壞片，慣例是由客戶承擔(dān),，同等密度情況下，客戶肯定是優(yōu)先下單給良率最高的晶圓廠,。在密度跟良率都落后的情況下,，只有降低代工費(fèi)用才能搶到零星客戶，還得承擔(dān)良率不足的壞片成本,，但晶圓廠這么干,，沒有任何賺錢的可能性。

有一點(diǎn)需要注意,，相關(guān)廠家有時候會透露自己良率已經(jīng)到 60% 甚至 80%,，但這其中也有模糊地帶。一般情況下 80% 的良率,，只是對應(yīng)礦機(jī) ASIC 這種簡單芯片,，手機(jī) AP（Application Process，手機(jī)中的應(yīng)用處理器 CPU）的良率則有可能不到 50%,，而如果是 GPU 這類面積大的芯片可能只有 20% 出頭,。

同樣的 7nm 工藝，生產(chǎn)不同產(chǎn)品良率截然不同,，但廠家可能只告訴你最好的那個,，這也是行業(yè)的貓膩之一。

晶圓廠的量產(chǎn)時間與良率是一個可以大做文章的模糊地帶,，這種對比絕非簡單制程節(jié)點(diǎn)的同比,，而要看單位面積的晶體管密度，以及真正可以拿到商業(yè)客戶訂單的量產(chǎn)時間與良率,，才叫商業(yè)量產(chǎn),。

2020 年,，三星宣布量產(chǎn) 5nm 芯片，看似贏了對手,，但一比較兩者晶體管密度與良率,，就會得出完全相反的結(jié)論。

沒有 EUV,，怎么做 5nm,？

前面的幾個部分，給大家講了過去的 5nm,、現(xiàn)在的 5nm 對應(yīng)的概念,。簡單總結(jié)：20 年前如果說 5nm，對應(yīng)的就是線寬,，晶體管的柵極長度,，但是今天再說 5nm，實(shí)際上就是一個工藝節(jié)點(diǎn)的符號,，比起這個符號,，單位面積下的晶體管密度才能判斷出是否真的是 5nm。

接下來,，我們將通過一系列的講解,，來告訴大家，在沒有 EUV 光刻機(jī)的情況下,，通過哪些手段,，來實(shí)現(xiàn)所謂的 "5nm""3nm"，這部分內(nèi)容在林本堅博士的《光學(xué)微影縮 IC 百萬倍》講座中也做了非常詳細(xì)的介紹,，我們做了一些簡要摘錄,，先從一個核心的光學(xué)分辨率公式開始（提示：這不需要太多數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，往下看即能看懂）：

半周距 Half Pitch = k1λ／sinθ,。

Half Pitch：參照文章圖 2,，線寬 / 柵極長度 + 線與線的間距即 Pitch，再乘以 1/2 即 Half Pitch,。

k1：與工藝有關(guān)的系數(shù),，縮小 Half Pitch 的關(guān)鍵，是所有晶圓廠光刻工藝工程師致力縮小的目標(biāo),，也是我們要討論的核心,。

λ：光刻中使用光源的波長，從 g-line 的 436nm,，降到 EUV 的 13.5nm,，是光刻機(jī)制造商努力的目標(biāo)。

sinθ：與鏡頭聚光至成像面的角度有關(guān)，基本由鏡頭決定,，也是光刻機(jī)制造商努力的目標(biāo),。

不過由于光在不同介質(zhì)中，波長會改變,，在考慮如何增加分辨率時,，需要將透鏡與晶圓之間的介質(zhì)（折射率 n）一并納入考量，公式則變成了 Half Pitch = k1λ／nsinθ（注：nsinθ 即光刻機(jī)的數(shù)值孔徑 NA）,。

圖 3：光線通過透鏡系統(tǒng)聚焦成像示意圖,，n 為介質(zhì)折射率，θ 為鏡頭的聚光角度

以 193nm 光源的浸潤式光刻機(jī)為例,，其 k1 為 0.28,，水的折射率 n 為 1.44，sinθ 為 0.93,，其 Half Pitch=（0.28×193）/（1.44×0.93）=54.04/1.3392≈40nm,，即分辨率為 40nm。

所以,，如果要提高光刻機(jī)的分辨率,，可以調(diào)整公式中的變量，擴(kuò)大分母或者縮小分子,，對應(yīng)有四種可能性：即增加聚光角度,，提升 sinθ、提高介質(zhì)的折射率 n,、降低 k1 系數(shù)、采用波長更 λ 更短的光源,。其中,，降低 k1 系數(shù)是目前晶圓廠層面最大的突破口之一，可重點(diǎn)關(guān)注,。

1）提升 sinθ：研發(fā)巨大復(fù)雜的鏡頭

sinθ 與鏡頭聚光角度有關(guān),，數(shù)值由鏡頭決定，sinθ 越大,，分辨率越高,。光刻機(jī)所使用的鏡頭由非常多大大小小、不同厚薄及曲率的透鏡,，經(jīng)過精確計算后,，仔細(xì)堆疊組成的，需要靠起重機(jī)來吊裝,，目前光刻機(jī)的鏡頭系統(tǒng)接近 6000 萬美元,，EUV 鏡頭系統(tǒng)甚至超過一億美元。

圖 4：0.9NA 光刻機(jī)鏡頭系統(tǒng),，NA（數(shù)值孔徑）= n × sin θ

做得這樣復(fù)雜,，也是為了盡可能將 sinθ 逼近理論極值 1,。

目前 ArF 光刻機(jī)的鏡頭可將 sinθ 值做到 0.93，EUV 光刻機(jī)目前只能達(dá)到 0.33,，Hyper-NA EUV 的目標(biāo)值是 0.75,，也是 ASML 的終極項目。如果未來沒有新技術(shù)發(fā)明出來,，這很可能是芯片物理光刻技術(shù)的終結(jié),。

2）縮短波長：材料與鏡頭的精準(zhǔn)搭配

縮短波長主要依靠光源的改變，比如 g-Line,，i-Line 的 UV（紫外光）,，KrF，ArF 的 DUV（深紫外光）再到目前 13.5nm 波長的 EUV（極紫外光）,，如果波長再短就是 X-ray,。

改變光源可以獲得想要的波長，但鏡頭的材料也必須相應(yīng)改變,，材料可選項也會越少,。

另一種解決方案是在鏡頭組中加入反射鏡（下圖黃色部分），這樣的鏡頭組合稱為反射折射式光學(xué)系統(tǒng),。不管什么波長的光,，遇到鏡面的入射角和反射角都相等，以反射鏡取代透鏡,，就可以增加對光波帶寬的容忍度,。

圖 5：193nm 的 ArF 光刻機(jī)所使用的鏡頭系統(tǒng)，從圖中可看到在透鏡組合之間加入了反射鏡

到了 EUV 的 13.5nm 波長時,，整組鏡頭都采用反射鏡,，稱為全反射式光學(xué)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)必須設(shè)計得讓光束相互避開,，使鏡片不擋光線,。此外，相較于透鏡穿透的角度,，鏡面反射的角度對誤差的容忍度更低,，必須非常精準(zhǔn)。

光源改變不僅會影響鏡頭材料,，也牽涉到光刻膠的材料,，涵蓋化學(xué)性質(zhì)、透光度,、感光度等特性,，這也是個浩大的工程，需要無數(shù)的材料及配方去應(yīng)對不同制程的 layer。其中,，感光速度是節(jié)省制造成本的關(guān)鍵,，每次曝光多幾秒，那對芯片制造來說都是不可承受的成本,。

3）提高折射率 n 值：浸潤式光刻技術(shù)

在增加分辨率的路上,，還可以調(diào)整鏡頭與晶圓之間的介質(zhì)。由前臺積電研發(fā)副總林本堅提出的浸潤式技術(shù)中,，將介質(zhì)從折射率接近 1 的空氣,，改成折射率 1.44 的水，形同 193nm 波長等效縮小 1.44 倍至 134nm,。

圖 6：干式光刻系統(tǒng)與浸潤式光刻系統(tǒng)的差異

浸潤式技術(shù)讓半導(dǎo)體制程可以繼續(xù)使用同樣的波長和光罩,，只要把水放到鏡頭底部和晶圓之間就好。理論很簡單但難點(diǎn)在于,，例如浸液系統(tǒng)中的 DI Water（去離子水）中的空氣會產(chǎn)生氣泡,，必須完全清除，且要讓水快速流動使之分布均勻,，保證成像效果,。

我們了解過，ASML 浸潤式光刻機(jī)的 Alpha 機(jī),，僅浸液系統(tǒng),，在臺積電南科專門跟林本堅團(tuán)隊一起修改了 7-8 回，耗時兩年多,。Alpha 機(jī)完成后的 Beta 版還得組織龐大的人力在晶圓廠消耗無數(shù)晶圓,，把原本上千個缺陷，降到幾百個,、幾十個,，最后降到零，這是一個艱苦的過程,。

4）降低 k1：分辨率增益技術(shù)（RET）

提高分辨率的最后一條路，就是降低 k1 值,，這是晶圓廠里光刻工藝工程師工作的重中之重,，也是離我們最近的一條路線。將 k1 降下來,，是 DUV 光刻機(jī)制作 5nm 芯片的關(guān)鍵,。

首先要解決的問題是 " 防振動 "，就像拍照防抖一樣,，在曝光時設(shè)法減少晶圓和光罩的相對振動,，使曝光圖形更加精準(zhǔn)，恢復(fù)因振動損失的分辨率；其次是 " 減少無用反射 ",，設(shè)法消除曝光時晶圓表面所產(chǎn)生的不必要的反射,。改良上述兩項參數(shù)，實(shí)測的數(shù)據(jù)顯示,，基本可以將 k1 控制在 0.65 的水平,。

進(jìn)一步提高分辨率還需要使用到雙光束成像，分別有偏軸式曝光及相移光罩兩種,。偏軸式曝光是調(diào)整光源入射角度,，讓光線斜射進(jìn)入光罩。透過角度調(diào)整,，這兩道光相互干涉來成像,，使分辨率增加并增加景深。相移光罩則是在光罩上進(jìn)行處理,，讓穿過相鄰?fù)腹鈪^(qū)的光,，有 180 度相位差。這兩種做法都可以讓 k1 減少一半,，但都屬于雙光束成像的概念,，不能疊加使用。到這里,，基本可以使 k1 控制在 0.28,。

再進(jìn)一步降低 k1，殺手锏是用兩個以上的光罩,，也就是大家耳熟能詳?shù)亩嘀仄毓?。最通俗的解釋就是將密集的圖案分工給兩個以上圖案較寬松的光罩，輪流曝光在晶圓上（如下圖 7）,。

圖 7：28nm 光刻機(jī)使用的光罩示意圖,，光透過白色孔照射在晶圓的光刻膠上呈現(xiàn)黃色圓點(diǎn)，借助 2 個光罩分兩次曝光,，以實(shí)現(xiàn)分辨率的提升

不過,，因為曝光次數(shù)加倍，在 WPH（晶圓片數(shù) / 小時）不變的情況下,，晶圓產(chǎn)出效率降低了一半,，多次曝光也將導(dǎo)致良率的降低，更低的產(chǎn)出加上更低的良率,，這對 " 成本即一切 " 的半導(dǎo)體行業(yè)來說是不可承受之重,，而曝光次數(shù)增加導(dǎo)致的低產(chǎn)出無可避免，工程師們唯一可以挽救的唯有良率,。

在浸潤式光刻機(jī)上,，疊加使用光學(xué)鄰近效應(yīng)修正,、光源與光罩聯(lián)合優(yōu)化等技術(shù)，可以讓 k1 值下探到 0.2,，分辨率可達(dá) 28nm,。采用雙重曝光，k1 可以從初始的 0.28 降至 0.14,，分辨率則達(dá)到 20nm,。采用四重曝光則可以將 k1 降到 0.07，分辨率達(dá)到 10nm 左右,，甚至比 EUV 光刻機(jī)的 11.5nm 的分辨率更高,，這就是浸潤式光刻機(jī)多重曝光做 7nm、 5nm 甚至 3nm 的理論依據(jù),。

雖然理論簡單,，但實(shí)踐起來就沒那么容易，這其中自對準(zhǔn)多曝光技術(shù)最為重要,，借助這項技術(shù)可以讓 k1 值成倍縮小,，而這項技術(shù)最關(guān)鍵的就是光刻機(jī)的套刻精度（Overlay），它決定了芯片上下層的對準(zhǔn)精度,，進(jìn)而決定了多重曝光的良率,。

提高套刻精度的辦法之一，就是拿到更高精度的設(shè)備,，比如 2100i DUV 光刻機(jī),。另外，每家晶圓廠掌握的技術(shù)也不盡相同,，目前能把多臺套刻精度（MMO）做到無限接近單臺套刻精度（DCO）,，全世界僅臺積電一家。這是基于光刻機(jī)性能以外的 know how,，有兩個數(shù)據(jù)可供參考：臺積電用 MMO:2.5nm 的 1980ci 光刻機(jī) + 四重曝光良率超過 80%,，而我們大陸工廠用 MMO:1.5nm 的 2050i+ 四重曝光下，經(jīng)過 2 年的不斷努力,，良率接近 50%,。

去年，比利時微電子研究中心（IMEC）去年發(fā)布了浸潤式光刻機(jī)借助八重曝光做 5nm 的技術(shù)方案,。

其他技術(shù)路線上,，IMEC 和 Mentor 還共同創(chuàng)建不需添加任何冗余金屬，沒有額外的電容 SALELE（自對準(zhǔn) - 光刻 - 刻蝕）技術(shù),，以及跳脫了傳統(tǒng)使用光罩的光刻,，以材料研發(fā)為方向,，先合成聚合物再加熱處理產(chǎn)生特殊的化學(xué)交互作用,，就會自動對齊成為比原來小四分之一結(jié)構(gòu)的 " 定向自組裝技術(shù) "（Directed Self-Assembly,，DSA）。

另外,，由于 EUV 太容易被吸收,，無法像 DUV 一樣用水折射增加折射率 n 值，ASML 通過 High-NA,，Hyper-NA 提高 sinθ 這種路徑最終會走到盡頭,，所以晶圓廠制程端，可以大幅度降低 k1 的多重曝光就成了不論 DUV,，還是 EUV 都繞不開的技術(shù),。這也意味著沉積與刻蝕設(shè)備更加重要，AMAT,、LAM,、TEL 三巨頭無不卯足了勁發(fā)展相關(guān)技術(shù)，包括更復(fù)雜的脈沖,，更精細(xì)地控制,，更大功率的工具，尤其是原子層沉積與刻蝕技術(shù),，都將改變原來的工藝路線,。

再回到文章第二部分的晶體管密度表，未來不論節(jié)點(diǎn)名稱叫 "3nm" 還是 "N+4",，這些都不是重點(diǎn),，重點(diǎn)是芯片晶體管密度是否能夠大幅度提升。