芯片显微镜下“雕刻”， 研磨抛光制作精度达0.2微米

1月13日，接近一粒米大小的黑色芯片上接着几根颜色不同的长长的“尾巴”，这就是驿路通科技股份有限公司研发的AWG-Mux和Demux，即芯片型无源平面光波导器件。

“简单点来说，就是芯片加上光纤。”1月11日，在位于东湖新技术开发区的驿路通总部，公司副总经理余创向记者介绍道。身材如此小巧的芯片，却承载着数据中心庞大的传送量。

“可能光听数据中心会感觉离大家生活比较远，换句话说，这两款产品就是为‘5G’而生的。”他说，AWG-Mux和Demux这两款芯片产品就是用于数据的高速传输，人们日常生活中用到的云端也算其中一种。“假设用户想要把一份大文件传送到云端储存，这个传输过程一般由数据中心来完成。我们的产品所做的就是在这个过程中将数据由电信号转化为光信号，给它们提速。”转化为光信号的讯息传输效率与光速相同，达到每秒30万公里，从容量的角度来说，光信号和光一样不占据空间，也可以说是无限容纳。

记者在车间内看到，整个产品仅仅有一个手指头那么长，前端的芯片更是只有一粒米的长度。余创向记者展示，真正用到的芯片部分仅仅只有9毫米，其余的都是保护芯片的材料。体积小、质量轻的特质，使它可以带来更低的功耗，对数据中心而言，每一分的功耗优化，都可以带来用电、运维成本的大幅降低。

9毫米的芯片，制作起来需要更细致的工艺。而这种具备高技术门槛的工艺方法，是驿路通的“绝活”之一。相较于行业内0.5微米精度的标准，他们实现了将毫米级芯片在显微镜下进行研磨和抛光，加工精度可达0.2微米，并可同时实现对多个单颗芯片端面微裂纹和角度检测，能提高检测效率。

如果我们将计算机中的CPU的顶部封装小心去除，暴露在你面前的也许只是一小片看上去微微闪光的“小镜片“，但是当你将它置于一架能放大几十倍的显微镜下在细细观察时，会发现这“小镜片”竟然布满了密密麻麻的细线条。它们酷似迷宫也像繁华大都市的一幅航摄图，这些小镜片就是集成电路的芯片，通常它们是由单晶硅做成的，你可不要小看这个指甲盖大小都不到的芯片，它上面可是布满了线路，现在世界上芯片加工精度最高可以达到几十纳米，那么它是如何做出来的?答案就是靠光刻机。

光刻机也叫曝光机，电路图案导入光刻机，微缩投影到硅片上，腐蚀掉一部分的保护膜，之后再对腐蚀的部位布线，制作一个芯片以上过程要重复几十遍。一颗芯片的精度光刻机起着极其重要的作用。

中国光刻机做的最好的就是上海微电子装备公司，他的加工精度可以达到90纳米，但是和国外顶尖的公司相比，还是有不小的差距(ASML公司最高精度可以达到十几纳米)。光刻机由两部分组成一个载底片一个载胶片两者要同步工作，误差不能超过2纳米，专家说这相当于在飞机上安上一把刀，用这把刀在米上刻字，可想而知是多么的困难。

光刻机由两万多个零部件组成，每一个部件都不能出一点的偏移，在工作时还要考虑温度湿度各种外界环境，可以说这是世界上最精细的制造工程。世界上生产光刻机最牛的公司是ASML，他们一年生产的光刻机300台左右，但就可以达到将近20亿欧元左右的收益。

从2018年中美贸易战开始，芯片制造问题难以解决是美国卡住我们脖子重要原因，而中国要跨过的这个“大坎”就是加快国产光刻机的研发，但是短期内难以成功研发出来，只能通过其他方式弯道超车。

光刻胶或许没有光刻机那么形势严峻，但是依旧是处于日、美、韩三国的重重包围之下，全球是光刻胶市场份额基本被他们瓜分殆尽，并且凭借他们的市场垄断地位赚取高价。目前我国的进口光刻胶占据国内87%的市场份额，自给率极低，时刻处在发达国家的管制对象。

“冰刻”技术的到来，为我们打破了这一困境，光刻胶不再依赖国外进口，我国芯片产业自主能力又会大大提升。

最后在仇旻团队最新发表的论文结尾写到，这是光刻机技术上史无前例的突破，将开辟出全新的科学研究方向。确实“冰刻”技术是一项令人激动的新技术，对以微纳级别加工为代表的超精密加工的探索和创新，正是指向中国制造的未来。

光刻机的精度对于未来中国芯片的发展起着决定性的作用，中国在光刻机制造之路上还有太长的路需要走，努力吧!