一个 95 后小伙的“自制光刻机”视频,引起一众网友“狂欢”。

  近日,大连理工大学化工学院的大一学生彭译锋、B 站 UP 主“DUT-home_lab”,发表了题为《自制光刻机微纳加工 75µm工艺》的视频。

  他声称自己用一张图纸搭建出一台纳米级光刻机,并光刻出 ~75µm(75000 nm)的孔径。
截止 7 月 11 日下午,视频已有近 24 万播放量。
95后UP主“自制光刻机”,媒体夸大报道后遭行业专家“打假”-编程之家

图|该视频播放量接近 24 万,图中人物为彭译锋

  国内一家自媒体以《95 后 up 主低成本 DIY 纳米级光刻机!一图纸一书桌研究半年,挑战芯片制造最难环节》的标题,对该视频进行了报道。

  随后,该报道被另一家媒体以《低成本 DIY 纳米级光刻机!这位 95 后男生火了…》的标题进行转载,文末留言中不乏“国家需要这种人才”“没看懂,但是感觉很厉害”等赞誉之词。

  同日,大连理工大学化工学院的微信公众号,就该同学的实验视频,发布了以《挑战低成本 DIY 纳米级光刻机!人民网点赞这位化工小伙!》为标题的报道。  

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图|大连理工大学化工学院的微信公众号的报道

  以上报道发出后不久,涉事视频在国内某知名问答社区遭到“疯狂打假”。

  目前,该校发布的报道显示“已被发布者删除”。彭译锋发在 B 站的视频,也已无法查看。

  多名专业人士都认为,视频中的实验,违背了光刻机的工作原理。美国某量测设备供应商技术专家、新加坡南洋理工大学微电子专业博士李杨,正是上述问题的回答者之一。

  DeepTech 联系到李杨,他分析了视频中的几处错误。

  完全谈不上“自制光刻机

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  视频中,彭译锋用一张照片,来作为设计图纸。李杨认为,拿照片当图纸去做“光刻机”,不只是不当、而是荒谬。

  他说自己作为经过专业训练的前科研工作者,通过照片也只能确定照片中的光刻机,是德国 Karl Suss 公司的接触式光刻机,具体型号则无法辨别,而这位同学竟然说能通过一张照片仿造出光刻机?而他之所以能认出照片中的光刻机,是因为在过往从业经验中,他已经非常熟悉该公司产品。但对于一般人来说,彭译锋手持的照片,真的就只是一张照片,并不能称之为图纸。

  通过这张照片,一般人很难看出光刻机各部件的尺寸、光源和光路等信息,更无法判断这台光刻机用的是透镜、还是反射镜,也无法判断出这台光刻机,是如何设计对板系统、以及如何操作光强测量校准等。

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图|彭译锋把照片作为图纸(来源:B 站)

  某知名国际半导体公司的高级光刻技术工程师陈欧文(化名)认为,彭译锋视频里的“光刻机”,就是直接从网上买来激光雕刻机成品,然后进行了组装。

  只不过激光雕刻机,是在其他材料上进行雕刻,而彭译锋则是使用激光束,对光刻胶进行曝光,然后显影出图形来。

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图|陈欧文表示视频中的光刻机,淘宝就能买到

  具体到分辨率上,和激光雕刻其他材料没有差别,也没有任何实用的技术点。并且,激光雕刻机严格意义上并不算是光刻机,所以完全谈不上自制光刻机。

  违背光刻机工作原理

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  李杨还认为,彭译锋的视频,肯定没有使用光刻机工作原理。光刻技术的核心,是把光刻掩膜版上的图形,转移到硅晶圆上。

  早期的接触式和接进式光刻机,其图形是按照大小比例 1:1 转移到硅晶圆。

  而光刻机发展到投影式,掩膜版上的图形是按照 4:1 或者 5:1 的比例转到硅晶圆。彭译锋做的所谓“光刻机”,光路只有激光光源,既没有掩膜版,也没有光学透镜组。

  由于他是自己动手 DIY,受限于成本原因,他无法购买昂贵的透镜,这固然可以理解,但如果投射到硅晶圆上图形,只是激光光源的光斑,那就不是光刻,而只是简单的曝光。

  绕过光刻掩膜版,讨论关键尺寸是毫无意义的,因为这根本不是光刻工艺需要完成的关键尺寸,所以也谈不上任何技术难度。

  在视频中,彭译锋称自己“光刻出 ~75µm(75000nm)的孔径”,但是利用光源光斑,甚至能捣鼓出 50µm 或 20µm,但是没有任何用处。因此在这种情况下,讨论实现了多少纳米,根本无从谈起。

95后UP主“自制光刻机”,媒体夸大报道后遭行业专家“打假”-编程之家图|彭译锋称自己“光刻出 ~75µm(75000nm)的孔径”

  75um 工艺放在 50 年前都很落后

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  李杨表示,在当下半导体行业,Logic 工艺(该工艺是集成电路制造领域最为困难的部分)最先进的是三星和台积电,这两家公司已经量产 5nm 技术,并且正在攻坚 3nm 技术。

  而 75µm 是 5nm 技术的 1.5 万倍、是 3nm 技术的 2.5 万倍。

  当前,中国国产芯片的“扛把子”中芯国际,已经可以量产 14nm 的芯片,这样来算,当前中国最先进的芯片技术,是彭译锋实现的“75µm 工艺”的 5375 倍。

  “75µm 工艺”有多么落后呢?以摩尔定律的技术路线图为例,从上面根本找不到 75µm的位置。

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图|摩尔定律路线图

  陈欧文也告诉 DeepTech,早在 1971 年,英特尔就已发布首款微处理器 4004,并采用 10μm PMOS 技术生产。

  目前市面上能买到的手机的处理器,比如麒麟 990、高通骁龙 865 等,都已使用 7nm 制程工艺,也就是比 75um 小一万倍的工艺。可以说,75um 放在 50 年前都不是先进工艺。

  校友发言:很少有人认为学校宣传有问题

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  DeepTech 采访到彭译锋的校友——大连理工大学化学学院大三学生刘明蒿(化名),她表示,制备半导体在化学领域,也是一个热门方向,这可能是彭译锋“自研光刻机”的原因。

  针对该视频,她说校内老师们目前还没有表态。在该校公众号报道了彭译锋的视频后,很多师生还转发上述文章,并借机给学校做宣传。

  7 月 11 日下午,DeepTech  在 B 站上联系彭译锋,问他如何看待外界对于视频的质疑,他仅回复四个字:“玩具来的”。同日,该视频已经从 B 站删除。

  对于该视频,前文的美国某量测设备供应商技术专家李杨表示,在校学生动手创造值得肯定,学生的想法和动手能力,当然不能被扼杀,但前提是原理不能出错。不然就会画虎不成反类犬,且会误导更多不明真相的人。
西南交通大学信息学院电子工程系副系主任邸志雄博士则认为,从作品实际效果来看,该同学连光刻技术的入门门槛,都没有摸到。

  他对于正胶、负胶等没有基本概念,也分不清楚光刻技术、刻蚀技术和激光雕刻的区别。但对于二十来岁的大一学生来说,视频中的实验难度,远大于课堂上的实验,他不仅敢想敢做,并能利用现有局限条件,实现出一个基本模型,工作完整性和可演示性也都尚可。

  在他知识体系有限的情况下,做成这样已经很优秀,不能过于苛责。实验本身,也可以吸引更多人关注光刻机技术。如果他能够提升知识体系和科研素养,未来一定可期。

  清华大学新闻与传播学院教授、博士生导师沈阳也认为,首先要鼓励年轻人积极探索科学实验,这有助于全民科学素养的提升。

  他举例称,美国已经有高中生在家做核试验,中国在此还有很大提升空间。不管是在学校、在研究机构还是在家,都应鼓励年轻人挑战创新型科学实验。

  从本质上说,科学研究服务于个人兴趣,只有真正对它感兴趣、才能做到极致。所以要提倡青少年基于兴趣,来展开科学实验,而非基于某一技术是否是当下的“网红技术”来做实验。

  国产光刻机应冷静对待现状

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  光刻机技术,是当前中国的“卡脖子”技术之一,某知名国际半导体公司的高级光刻技术工程师陈欧文认为,国人应该静下心来、去研发真正可以投入实用的产品。

  类似本次视频发布之后,部分媒体的“放卫星”行为,则会鼓吹不正之风,而一些公司、科研单位和院校也乐于借助国内光刻机困境博眼球。

  但是,一定要认清现状。目前中国仅有的一家光刻机研发公司,是上海微电子装备(集团)股份有限公司(简称 SMEE), 虽然和业界顶尖的 ASML 差异巨大,但是已经是可以做到 90nm 水平,并且有成品发布。
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图|SMEE 的光刻机(来源:SMEE 官网)

  陈欧文表示,荷兰光刻机公司 ASML 早已领先业界,国内光刻机研发仅有上海微电子一家,且该公司成立仅 18 年,并没有多少积累,国家也没有给予较多重视。网传上海微电子十年间研发经费只有 6 亿,而 ASML 的一台高端光刻机,售价就是 6 亿。

  但陈欧文认为,这总比没有强,虽然也有报道称上海微电子的光刻机、已经应用在国内晶圆厂,但应该只是一种合作试用,还谈不上卖出去。

  如果国内晶圆厂,真的能把上海微电子的光刻机使用起来,虽然性能比较低,但通过在使用过程中发现问题、然后进行升级迭代,也会非常有利于国产光刻机研发。

  欧洲半导体设备供应商 EVG 合作伙伴技术应用经理魏宏亮也认为,相比国外光刻机公司,中国应加强和使用端客户的互动,在工艺中不断完善和提升。具体来讲,中国光刻机中的合金、光刻胶、备件、光路系统等材料,仍需快步追赶。

  对于本次出现的夸张报道,清华大学新闻与传播学院教授、博士生导师沈阳认为,媒体在报道时,既要报道这类青少年参与科研的热情,同时也要报道实验中的不足。如果媒体没有分辨能力,则需引入专业人士进行点评。

  只有这样,才不会引起舆论泡沫,也有利于培养青少年的科学素养,并引导他们抱持理性态度搞科研。
创新素养的培养,是一个长期过程,不可能一蹴而就。而这种报道所引起的、网友“一哄而上”的浮夸之风,反而会损害青少年的科技创新。

  -End-