2022年，俄羅斯科學(xué)院下諾夫哥羅德應(yīng)用物理研究所 (IPF RAS)  宣布，正在開(kāi)發(fā)俄羅斯首套半導(dǎo)體光刻設(shè)備，并對(duì)外夸下?？冢哼@套光刻機(jī)能夠使用7nm生產(chǎn)芯片，可于2028年全面投產(chǎn)。

當(dāng)時(shí)，IPF RAS計(jì)劃在六年內(nèi)打造出俄羅斯自產(chǎn)7nm光刻機(jī)的工業(yè)樣機(jī)，2024 年將創(chuàng)建一臺(tái)“Alpha機(jī)器”，2026創(chuàng)建'測(cè)試機(jī)'，2026年～2028年俄羅斯本土光刻機(jī)將獲得更強(qiáng)大的輻射源，改進(jìn)的定位和進(jìn)給系統(tǒng)，并將開(kāi)始全面的工作，2028年，這些設(shè)備全面運(yùn)行。

時(shí)隔兩年，俄羅斯所說(shuō)的真的實(shí)現(xiàn)了——首臺(tái)光刻機(jī)正式制造成功并進(jìn)入測(cè)試。

有實(shí)際意義的突破

據(jù)塔斯社報(bào)道，俄羅斯第一臺(tái)能夠生產(chǎn)最大350nm（行業(yè)一般說(shuō)0.35μm）尺寸芯片的光刻機(jī)已經(jīng)創(chuàng)建并正在測(cè)試中。俄羅斯聯(lián)邦工業(yè)和貿(mào)易部副部長(zhǎng)瓦西里·什帕克（Vasily Shpak）在CIPR期間向塔斯社報(bào)告了這一點(diǎn)。

他表示，“我們組裝并制造了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)。作為澤廖諾格勒技術(shù)生產(chǎn)線的一部分，目前正在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。”俄羅斯接下來(lái)的目標(biāo)是在2026年制造可以支持130nm工藝的光刻機(jī)。

去年10月有報(bào)道稱，第一臺(tái)俄羅斯國(guó)產(chǎn)130nm光刻機(jī)原型可能在2026年之前問(wèn)世。

再下一步，將是開(kāi)發(fā)90nm光刻機(jī)。他說(shuō)：'我們將繼續(xù)逐步向90nm及以下邁進(jìn)。因此，俄羅斯不會(huì)止步于此，同時(shí)已經(jīng)在實(shí)施一項(xiàng)全面的電子工程項(xiàng)目。

盡管350nm的芯片雖然被認(rèn)為是大尺寸芯片，但仍具備一定實(shí)際的意義，可用于許多行業(yè)，包括汽車行業(yè)、能源和電信行業(yè)。

歐盟此前在俄羅斯武器上發(fā)現(xiàn)大量民用芯片，包括洗衣機(jī)，洗碗機(jī)等家電用具，這也是無(wú)奈之舉。而接下來(lái)，或許俄羅斯可以進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“洗衣機(jī)芯片”自由。

網(wǎng)友也給出了俄羅斯未來(lái)的路線：優(yōu)化一下，就能180nm，看產(chǎn)出，每小時(shí)出幾片，套準(zhǔn)精度3-sigma 多少納米。加上double pattern，其他指標(biāo)ok，就能90nm，65nm也有機(jī)會(huì)了。光源改進(jìn)一下，i-line換ArF 193納米，不就進(jìn)28nm了嗎？

不過(guò)，目前還不太清楚俄羅斯所說(shuō)的350nm（0.35μm）光刻機(jī)是哪種類型光刻機(jī)，此前俄媒曾提到過(guò)基于同步加速器和/或等離子體源”的無(wú)掩模X射線光刻機(jī)，而從目前來(lái)看350nm（0.35μm）的波段達(dá)到i線（365nm）。

各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)和光刻技術(shù)的關(guān)，圖源丨中泰證券

350nm芯片，什么水平

歷史上，350nm（0.35μm）誕生于1995年，現(xiàn)在依然擁有產(chǎn)品應(yīng)用，主要是一些不太剛需制程的特色工藝產(chǎn)品，比如模擬芯片、功率半導(dǎo)體、傳感器或者低端MCU、軍工產(chǎn)品。除此之外，其應(yīng)用可能還包括各類FPV和“自殺小摩托”這些屬于一次性用品，使用時(shí)間比較短。

作為對(duì)比，半導(dǎo)體制程工藝發(fā)展史簡(jiǎn)單總結(jié)如下：

• 1971年，10μm工藝是當(dāng)時(shí)最高工藝，代表芯片是Intel 1103 DRAM、4004 CPU（1971）、8008 CPU（1972）;

• 1974年，步入6μm工藝，大名鼎鼎的Intel 8080便采用這一制程；

• 1977年，3μm工藝開(kāi)啟元年，從此x86處理器Intel 8086（含8085、8088）正式誕生；

• 1982年 1.5μm工藝用在Intel 80286上，1985年 1μm工藝用在Intel 80386上，1989年，0.8μm工藝用在Intel 80486上；

• 1995年，0.35μm（也就是350nm）工藝開(kāi)啟元年，Pentium P54CS、IBM P2SC（1996）、IBM POWER3（1998）都采用了這一工藝；

• 1997年，主節(jié)點(diǎn)為0.25μm工藝，開(kāi)始引入國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（ITRS）主節(jié)點(diǎn)和半節(jié)點(diǎn)定義，即：1998年半節(jié)點(diǎn)220nm工藝，1999年主節(jié)點(diǎn)0.18μm工藝（180nm），2000年半節(jié)點(diǎn)150nm工藝；

• 2001年，130nm是當(dāng)時(shí)的主節(jié)點(diǎn)，典型芯片是130nm的奔騰3處理器，2002年半節(jié)點(diǎn)為110nm工藝；

• 2004年，步入90nm元年，英特爾、英飛凌、德州儀器、IBM、聯(lián)電和臺(tái)積電基本都能達(dá)到90nm，典型芯片包括90nm的奔騰4處理器；

• 2012年，制程步入22nm階段，此時(shí)英特爾，聯(lián)電，聯(lián)發(fā)科，格芯，臺(tái)積電，三星等廠商都具備生產(chǎn)能力；

• 2015年聯(lián)電止步于14nm，2017年英特爾卡在了10nm，2018年格芯放棄7nm，此時(shí)先進(jìn)制程的戰(zhàn)場(chǎng)只剩下臺(tái)積電和三星；

• 2019年6nm量產(chǎn)導(dǎo)入，2020工藝5nm開(kāi)始量產(chǎn)，而國(guó)內(nèi)也開(kāi)始量產(chǎn)14nm芯片；

• 2024年，隨著英特爾開(kāi)始重新重視制程技術(shù)，英特爾、臺(tái)積電、三星正在爭(zhēng)奪2nm的先發(fā)地位。

當(dāng)然，畢竟350nm（0.35μm）芯片性能較差，面對(duì)現(xiàn)代比較復(fù)雜的應(yīng)用需求，使用過(guò)程中芯片熱量會(huì)急劇增加，從而繼續(xù)帶來(lái)更大的性能損耗，因此在數(shù)字芯片中更多可能是將就用，比較追求性能的消費(fèi)產(chǎn)品可能更是無(wú)法使用。

難點(diǎn)還有很多

當(dāng)然，芯片制造也不是說(shuō)有了光刻機(jī)就行了。

《光刻技術(shù)六十年》中寫道，在芯片制造的全流程中，整個(gè)過(guò)程涉及幾十道光刻工藝，每一道光刻工藝之后緊接著是眾多復(fù)雜的半導(dǎo)體IC平面加工工藝。這些工藝中的每一道又細(xì)分成多道工序，而每一道工序又由多個(gè)步驟組成，每一步驟都至關(guān)重要，不容有失。

這有多難？就比如，看似最簡(jiǎn)單的基片表面處理和清洗步驟，也需要重復(fù)多次，其中一步出了問(wèn)題，整個(gè)IC制造過(guò)程就全部報(bào)廢。因此，每一步驟出問(wèn)題的可能性被嚴(yán)格控制在0.000001%以下。由于每一步驟都是在前一步的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，最終成品率是每一步成功率的乘積。若整個(gè)流程包含超過(guò)兩千個(gè)步驟，即使每一步都能達(dá)到99%的成功率，最終生產(chǎn)出來(lái)的成品率也只有0。

因此在芯片制造技術(shù)中，好的設(shè)備很關(guān)鍵，尤其是需要高精度的光刻機(jī)，但有了好的工藝設(shè)備后，人才是最關(guān)鍵的。在芯片制造技術(shù)中，最難的在于如何建立一個(gè)能夠齊心協(xié)力的團(tuán)隊(duì)，這需要整個(gè)公司上上下下所有人都是最敬業(yè)的。世界上沒(méi)有任何一個(gè)人為制造出來(lái)的東西，可以像芯片這樣要求百分之百精準(zhǔn)度。

3月，Tomshardware就曾報(bào)道，受歐美制裁影響，俄羅斯本土最大芯片設(shè)計(jì)廠商貝加爾電子芯片制造只能更多的交由國(guó)內(nèi)廠商，當(dāng)?shù)氐?a href="http://www.weightgang.cn/zhuanti/P04S08" style="color:#4595e6;" target="_blank">芯片封裝合作廠商的生產(chǎn)良率僅有50%。

注意，這里并非生產(chǎn)良率，而是封裝良率。如果晶圓制造廠、Foundry廠和封測(cè)廠三個(gè)站點(diǎn)的良率均為99%，則：總良率=99% X99% X 99%= 97%。所以，50%的封裝良率切實(shí)影響著俄羅斯的芯片生產(chǎn)，因此，俄羅斯要突破的還有很多。

最后還是要說(shuō)，不要輕易取笑，畢竟有志者事竟成。而從從技術(shù)角度來(lái)看，俄羅斯也是在重新發(fā)明輪子。