211service.com
Atmaskota litogrāfija
Tā kā patērētāji sagaida, ka viss, sākot no mobilajiem tālruņiem un beidzot ar izbāzeņiem, nodrošinās ievērojamu skaitļošanas jaudu, ražotāji ir pakļauti spiedienam izlaist arvien ātrākas un lētākas mikroshēmas. Bet datoru mikroshēmu izgatavošana, izmantojot fotolitogrāfiju — standarta ražošanas paņēmienu —, ir ārkārtīgi dārga. Ievērojamu daļu no šīm izmaksām veido trafaretveida maskas, kas filtrē gaismas staru, ko izmanto, lai mikroshēmā iestrādātu miljoniem tranzistoru. Patiešām, vienas silīcija mikroshēmas izgatavošanai var būt vajadzīgas pat 30 maskas, kas maksā vairāk nekā miljonu dolāru, un, tā kā mikroshēmas tranzistori turpina sarukt, masku izmaksas tikai pieaug.
Tāpēc nav brīnums, ka pētnieki sacenšas, lai izstrādātu veidus, kā pilnībā atteikties no maskām. Viens no daudzsološākajiem centieniem, ko vadīja MIT NanoStructures Laboratory direktors Henrijs Smits, izmanto virkni mazu spoguļu, katrs tikai 16 mikrometrus diametrā, lai virzītu gaismu caur mikroskopiskām lēcām; katrs objektīvs fokusē gaismas staru uz vietu uz silīcija plāksnītes, un jo jaudīgāks ir objektīvs, jo mazāks ir plankums. Saliecot atsevišķus spoguļus uz priekšu un atpakaļ, dators var ieslēgt un izslēgt atsevišķus starus, kad visa iestatīšana skenē pāri plāksnei. Izmantojot pat miljonu spoguļu, sistēma varētu izveidot tādu pašu sarežģītu zīmējumu uz silīcija mikroshēmas, kam parasti būtu nepieciešama masku sērija.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2001. gada septembra numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Līdz šim Smita grupa ir izmantojusi sistēmu, lai modelētu 350 nanometrus platas mikroshēmas, kas ir par 40 procentiem platākas nekā mūsdienu labākajās mikroshēmās. Bet datorsimulācijas paredz, ka MIT tehnoloģija var radīt funkcijas, kas ir tikpat mazas vai pat mazākas nekā tās, kas iegūtas, izmantojot parasto litogrāfiju, pārejot uz īsākiem gaismas viļņu garumiem.
Kalifornijas universitātē Bērklijā elektroinženiera Viljama Oldema vadītā grupa izmanto līdzīgu pieeju; bet tur, kur MIT grupa ir koncentrējusies uz objektīvu jaudas palielināšanu, lai izveidotu mazākus elementus, Bērklija pētnieki samazina spoguļu izmēru. Nepalielinot lēcu jaudu, lai iegūtu mazākus rakstus, ir nepieciešami mazāki spoguļi, saka Jašešs Šrofs, Oldhemas laboratorijas absolvents.
Pašlaik Oldhemas komanda izgatavo spoguļus, kuru diametrs ir tikai viens mikrometrs. Neviens nekad agrāk nav izgatavojis tik mazus spoguļus, saka Šrofs. Viņš piebilst, ka piecu gadu laikā pētnieki cer iegūt pilnīgu sistēmu, kas silīcija mikroshēmās var iegravēt 50 nanometrus platus vai mazākus elementus.
Bezmasku tehnoloģijas varētu sniegt mikroshēmu dizaineriem nedzirdētu elastību. Ja vēlaties pārbaudīt dizainu katru dienu, jūs nevarat atļauties izveidot miljonu dolāru vērtu masku komplektu dienā, saka Dens Hers, materiālu un procesu zinātnes pētījumu direktors nozares atbalstītajā Semiconductor Research Corporation Research Triangle Parkā. NC. No otras puses, ar mikrospoguļiem dizainers varētu vienkārši pārprogrammēt masīvu. Un šis paņēmiens varētu padarīt pielāgotu mikroshēmu izgatavošanu tādām lietām kā runas sintezēšana rotaļlietās vai MP3 atskaņošana rokas datoros — mikroshēmas, kas ražotas daudz mazākos daudzumos nekā, piemēram, Pentium procesori — daudz izdevīgāk. Pieņemsim, ka vēlos izgatavot mikroshēmu runājošam rotaļu lācītim, bet es plānoju pārdot tikai 2000 no tiem, saka inženieris Deivids Kārters, MIT grupas dalībnieks. Tagad, kad maskas izmaksas ir miljons dolāru, kurš maksās 500 USD par rotaļu lācīti?
Lielāka elastība un zemākas izmaksas varētu būt arī labums citām nozarēm, kas izmanto jaunus litogrāfijas lietojumus. Piemēram, Smits uzskata, ka viņa tehnoloģija būs labi piemērota kameru un kanālu modelēšanai, kas palīdz apstrādāt bioloģiskos paraugus mikrofluidiskās mikroshēmās, ko varētu izmantot zāļu atklāšanai vai rokas diagnostikas ierīcēs.
Novērotāji norāda, ka MIT komanda ir vistuvāk produktam, kas aizstātu maskas; pētnieki cer, ka pēc gada vai diviem tirgū būs komerciāla spoguļa un objektīva ierīce mikroshēmu prototipēšanai. Tomēr mikroshēmu ražotāji ņem vērā arī litogrāfijas centienus Bērklijā, Stenfordas universitātē un Teksasas Universitātē Ostinā. Vēl pirms aptuveni diviem gadiem visa šī bezmasku tehnoloģija tika uzskatīta par ļoti zilām debesīm, saka Herr. Taču sasniegumi datoru programmatūras jomā, kā arī tādu lietu kā mikrospoguļu izgatavošanas tehnoloģijas kopā ar esošo ražošanas metožu pieaugošajām izmaksām varētu četru līdz piecu gadu laikā izvest bezmaskas litogrāfiju no laboratorijas un ražot rūpnīcās, saka Herrs.
Ja un kad tas notiks, tas nojauks vēl vienu šķērsli skaitļošanas inovācijām.