光刻机套刻误差（光刻机问题）
光刻机套刻误差（光刻机问题）
光刻机移动精度要在雕刻的过程中，晶圆需要被快速移动,每次移动10厘米来控制。
这种误差级别相当于眨眼之间端着一盘菜从北京天安门冲到上海外滩，恰好踩到预定的脚印上，菜还保持端平不能洒。
这种方法也叫视频图像处理对准技术，是指在光刻套刻的过程中，掩模图样与硅片基板之间基本上只存在相对旋转和平移，充分利用这一有利条件，结合机器视觉映射技术，利用相机采集掩模图样与硅片基板的对位标记信号。
此种方法看上去虽然与双目显微镜对准有些类似，但是实质其实有所不同，场像处理对准技术是通过CCDS摄像对两个对位标记图像进行采集，滤波，特征提取等处理，最后通过图像处理单元，进行精确定位和匹配参数计算。
光刻对准技术由最初的明场和暗场对准发展到后来的干涉全息或外差干涉全息对准，混合匹配，由粗略到精细对准技术等，对准精度也由原来的微米级提高到纳米级，极大促进了集成电路制造业的发展。
目前的高精度光刻设备主要采用的对准方式，可以分为光栅衍射空间滤波和场像处理对准技术。
制作的时候出了问题。
7nm 制程工艺中各特征尺寸是如何通过光刻技术实现作说明，而对于7nm 制程工艺中其他的应变硅技术(strained silicon)、HKMG技术等不作讨论。
首先我们看一下7nm 工艺制程的特征尺寸和工艺参数，找出其中最小的特征尺寸，比如 fin width 6nm, fin pitch 27/30nm，gate length 8/10nm，minimum metal pitch 36/40nm，gate pitch 54/57nm，我们需要考虑的问题就是如何通过光刻工艺来实现这些特征尺寸。
7nm Node
目前可以实现7nm 制程的只有台积电和三星两家，三星是从一开始就使用EUV光刻机来实现，而台积电则是从DUV开始实现，然后再转向EUV 。也就是说，目前7nm 制程工艺使用DUV 和 EUV 都是可以实现的，下面就DUV 和 EUV 两种设备的实现方法分别说明。
关于光刻机的分辨率不再作过多介绍，DUV设备以可以实现最高分辨率的是 ASML 193nm DUV光源、 NA 1.35的浸入式光刻机（immersion），设备型号一般是从NXT1950到 NXT2000。对于这一特征波长和NA的光刻机，能够实现的分辨率极限就是38nm，单次曝光形成的图形是不可能小于这个极限值的。
ASML NXT光刻机
那么如何使用分辨率极限为38nm 的光刻机来实现7nm 制程工艺呢？
最主要的两种方法就是双重曝光技术(double exposure，DE) 和自对准双重成像技术 (self-aligned double patterning, SADP)。双重曝光就是采用两次分别曝光不同图形，两次曝光图形的叠加来实现更小的分辨率，当然必要的时候也可以三重甚至是更多重图形的叠加来实现更小的分辨率。双重曝光的缺点是增加了光刻工艺的使用，并且对每次光刻图形之间的套刻误差(overlay)也有更高的要求，因此增加了工艺的复杂度和成本。
相比较而言， SADP 技术就要简单得多，SADP 技术可以相对轻松地实现光刻图形尺寸减缩小一倍，也就是说使用上述DUV 光刻机结合SADP 技术是可以实现20nm 的图形。上文中7nm 工艺参数中的 DP(193i) 指的就是使用193nm immersion 光刻机和SADP 技术。
我们找到了台积电7nm 的Design Rules, 可以看到7nm 制程工艺总共用到了13个金属互联层，M0~M12，其中Fin是最小尺寸(6nm)，使用了SAQP技术（后续介绍）；然后是Poly ,也就是多晶硅 Gate 工艺 ，以及前端的几个线宽比较小的金属互联工艺 M0~M4 都使用到了SADP 技术。
这几天有关合肥的一则消息暴走全网，网友称全国最牛掰的风投非合肥市政府莫属，合肥市2007年拿全市三分之一的财政收入投资了京东方，最后赚了100多亿；2011年拿出100多亿投了合肥长鑫/兆易创新，上市估计浮盈超过1000亿；2019年合肥市又拿出100亿投资了蔚来 汽车 ，结果大众 汽车 新能源板块落地合肥。神操作不断，网友直言合肥市政府有"隐藏的股神"。
实际上合肥市不仅有"面板一哥"京东方、"存储器一哥"合肥长鑫，还有合肥芯碁微这样的光刻机企业，而且这家公司股东中也浮现出合肥创新 科技 风险投资有限公司这样拥有政府背景的风投机构，"全国最佳风投机构"真的不是乱盖的。
芯碁微在科创板上市的申请5月13日被上交所受理，6月10日审核状态显示为问询，按照科创板上市流程，下一步就是上市委决议。
在芯碁微上市之前，我们就说道说道这家公司。
芯碁微的主营业务是光刻机，但此光刻机与被国人深度关注的半导体光刻机有所不同，公司从事的是 以微纳直写光刻为技术核心的直接成像设备及直写光刻设备的研发、制造、销售以及相应的维保服务，主要产品及服务包括PCB直接成像设备及自动线系统、泛半导体直写光刻设备及自动线系统、其他激光直接成像设备以及上述产品的售后维保服务，产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节。
芯碁微招股书中的这段业务描述确实让人看的云里雾里，不知说了什么东西，下面就一个个来捋一捋。
首先说说直接直写成像技术。笔者在《两难选择！尼康掉队与ASML一家独大下，国产光刻机抄还是不抄？》这篇文章中提到，光刻机分为有掩模光刻机和无掩模光刻机，最大的差异是有掩模光刻机在光刻中需要使用刻有电路图形的光掩模板，然后再通过显影、刻蚀、去胶等工艺，达到将电路图型转移到晶圆表面的目的。无掩模光刻机则不需要光掩模板，理论上不仅降低了生产成本，还可以减少套刻误差等缺陷，提升良品率，当然这一点公司在招股书中专门提到了。
芯碁微的直接成像技术是将电路设计图形转换为机器可识别的图形数据，并由计算机控制光束调制器实现图形的实时显示，再通过光学成像系统将图形光束聚焦成像至已涂覆感光材料的基板表面，完成图形的直接成像和曝光。按照使用发光元件不同，直接成像技术可分为激光直接成像和非激光的紫外光直接成像两种。激光直接成像即LDI，光是由紫外激光器发出，主要用于PCB制造中线路层的曝光工艺；像紫外LED直接成像技术这样的非激光的紫外光直接成像，光源是紫外光LED，主要用于PCB制造中阻焊层的曝光工艺：
当然直接成像技术还是借助了半导体前道光刻机的步进扫描技术，提高曝光效率。在光刻精度、对位精度、良品率等方面，直接成像技术全方位碾压传统曝光技术：
其次，再说说芯碁微产品。
成立于2015年6月的芯碁微经过5年的发展，已经形成了以PCB直接成像设备及自动线系统和泛半导体直写光刻设备及自动线系统两大类，公司称之为PCB系列和泛半导体系列，其中PCB系列收入2019年达到1.92亿元，占到公司总营收的95%：
说完了产品，再说说芯碁微的核心技术。无掩模光刻设备主要分两大类：基于空间光调制器的光学无掩模光刻设备和带电粒子无掩模光刻设备。基于空间光调制器的无掩模光刻设备有很多，比如激光直写设备、波带片阵列光刻（ZPAL）、表面等离子激源成像系统和近几年兴起的基于DMD的透镜缩小投影设备，芯碁微的光刻设备是基于DMD技术。带电粒子无掩模光刻设备主要有电子束直写（EBL）、基于静电可伸缩光学的多电子束光刻设备（MEBL）等，本文不做展开。
基于DMD的直写光刻技术的曝光原理与传统曝光技术类似，但区别在于其利用了计算机技术，把对应的光刻图案输至DMD芯片中，DMD微镜阵列根据光刻图案调整对应的微镜转角，同时准直光源照射至DMD微镜阵列表面，产生与光刻图案相符饿光图像，光图像通过投影曝光镜头成像至基材表面，基材在受控的运动平台上完成扫描动作和图形拼接，实现高精度光刻：
当然芯碁微在技术研发中解决了图形拼接、大数据量图形数据生成及其高速实时无失真传输、不同曝光镜头光刻线宽一致性等问题，实际上无掩模光刻技术中类似的问题一直存在，也是设备厂商必须要解决的。
芯碁微成立至今仅有5年时间，在发展方向中公司抓住了下游PCB产品结构升级以及直接成像设备逐步替代传统设备的机遇，在直写光刻系统模块关键技术上不断突破的同时，还在2019年成功推出了直接成像联机自动线系统，在设备自动化方面取得较大突破。在泛半导体尤其是面板领域，公司自主研发的用于500nm及以上线宽的掩模板制板光刻设备及IC制造直写光刻设备也实现了进口替代，目前公司拥有8项核心技术：
如果换成是半导体制造前道用光刻机，想象下需要攻克的核心技术有多少，难度有多大。
2017-2019年核心技术产品占到营收的比例分别为97.35%、98.19%和96.49%，芯碁微的技术成果产业化效果相当明显。与同行相比，芯碁微的设备在最小线宽、对位精度方面相当甚至领先，产能效率也相当甚至领先同行，作为一家成立仅五年的企业，后发优势显现，其也进入了深南电路等一线PCB厂商供应链：
说完芯碁微的业务和核心技术，下来就说说公司的客户，说完就下班。
芯碁微的业务分PCB系列和泛半导体系列两大类，相应的其客户可分为PCB客户和泛半导体客户两大类，其中PCB客户主要有内资PCB一哥深南电路、景旺电子、崇达电子旗下普诺威等以及健鼎 科技 、台湾软电等台资企业；泛半导体企业客户主要是维信诺旗下的国显光电和中国电子 科技 集团第11研究所等科研院所，总体来看公司PCB业务拓展较为顺利。
芯碁微的客户群体看起来很豪华，但是第一大客户三年时间换了三个，而且笔者发现部分客户出现了各种各样的风险。
先说前五大客户。2017-2019年前五大客户的收入分别达到0.17亿元、0.51亿元和1.13亿元，占芯碁微总营收的76.16%、59.14%和55.89%，前五大客户集中度明显下降。报告期内公司第一大客户分别为广州俊耀电子系、昆山国显光电和浙江罗奇泰克，销售金额占比分别为28.32%、34.27%和35.76%，第一大客户三年换了三个，显得很不稳定：
以下就是芯碁微前五大客户的一些不可忽视的坑：
①2017年的第一大客户广州市俊耀电子和第四大客户深圳捷腾微电子被纳入失信被执行人名单；②2017年的第三大客户深圳市持创捷宇2014年6月因登记住所或经营场所无法联系被纳入经营异常名录，2015年6月移出；2019年公司股权和动产处于出质或抵押状态，期间还多次成为被告，经营状况估计不太良好；③2019年的第三大客户红板（江西）有限公司2019年5月至今有多处动产处于抵押状态。
2017-2019年芯碁微的期末应收账款余额为0.1亿元、0.47亿元和1.06亿元，占流动资产的比例为12.51%、30.02%和23.31%，作为一个业务还处于扩张期的 科技 企业而言应收账款占比高一点也属正常；应收账款余额占营业收入的比例为44.48%、53.38%和52.47%，一半营收变成了欠账，这就积累了过多的坏账风险。
2017-2019年芯碁微计提坏账准备分别为58.16万元、244.95万元和763.11万元，其中2019年对曾经的第一大客户广州俊耀系的229.58万元应收账款计提全部坏账准备。在应收账款坏账准备计提比例上，公司计提比例也相对谨慎，比如账龄4-5年和5年以上的应收账款分别按80%和100%的比例计提，相比而言大族激光对账龄超过3年及以上的一律按照50%计提，这是说明芯碁微谨慎呢还是大族激光激进呢，你们细品：
表面上芯碁微的应收账款占流动资产的比例已经下降到23%左右，但另一方面公司长期应收款的比例较大，报告期内长期应收款净额为838.77万元、530.91万元和2338.42万元，占期末非流动资产的比例为38.38%、25.28%和51.89%，而且坏账率很高，按照公司披露的数据，2018年和2019年29%和8.9%的变为坏账：
2018年芯碁微对客户深圳捷腾电子计提216万元的坏账准备，2019年公司长期应收款增加1807.52万元，主要系深圳鑫顺华电子湖北久祥电子等客户采用分期收款销售产品所致。
如果将应收账款和长期应收款合并，其金额将达到0.2亿元、0.52亿元和1.24亿元，占总资产的比例为20.9%、31%和26.6%，占比仍然较高。
2017年芯碁微的营收从0.22亿元增长至2.02亿元，几乎翻了十倍，但其现金收入比从1.32下降至0.78，结合应收账款和长期应收款等金额变动，公司营收增长很快但回款能力较差，部分客户还采用分期付款的方式，说明在客户拓展、销售模式等方面芯碁微还存在一些问题。芯碁微当前的经营模式短期可能让公司财务数据变得很好看，但长期来看因为部分应收账款变为坏账，现金流和业绩都会面临一定压力。
我没研究过芯片生产工艺，但了解过晒字工艺，理论上来讲是相同的，个人认为解决了高倍放大镜和高倍微缩镜就攻克了50％困难，剩下的50％就是制造工艺的精度问题了，其实想解决工艺差重点在于电机精控，可以采用双级或许多级来缩小工艺误差。
荷兰人这么说是有道理的，图纸只是把光刻机的结构和尺寸告诉你，内部的各个零部件不是有图纸就能自己制造出来的，就像现在的华为手机，美国断供芯片后我们只能用自己的，不过手机性能要回到过去了，为了解决这个问题就要进口荷兰的光刻机，理所当然更难。
之前说航空发动机是工业皇冠，中国人绝对造不出来，现在太行已经普遍装配，涡扇15也初步成功，所以没有什么是不可能的，中国有人有钱，又不是什么未知领域的黑科技，都是成熟技术，只是加工工艺的问题，只要舍得投入，良品率低些就低些，总会造出来的。这么给你说吧，给你图纸你都造不出来。
第一，零件精度，光刻机是纳米级别的机器，它所需的零件需要高精密度，误差很小，中国为啥好多零件要从外国买，包括发动机，大部分原因就是零件精度不够，你拆卸了，就是造不出来，第二，装配，几万个零件你怎么装，只要其中一两个装不好，那最终误差可就大多了，这不是你装高达，你高达都装不好。第三，技术，其中用到好几百种专利，有些技术中国都没有，你怎么造。这还是最普通的，你真正造起来问题很大的。
我觉得光刻机难度主要是涉及的国际大厂太多，再加上美国对中国的技术封锁中国想要独立制造光刻机涉及的领域太多所以这不是一年两年能做出来的，最起码得等到其他领域都发展到一定得能力才能咱们自己制造。所以只是时间问题。
这个怎么说呢，从工艺角度绝对是高精度的光刻机更难，但技术都是不断改进来的，花5年十年以中国的精神并非不可实现，原子弹这个从政治角度，从实现角度更难，世界那么多国家能造原子弹的也没多少，这种武器谁不想造？但事实是很多国家偷偷搞了几十年依然搞不出来，更别说氢弹了，作为如今的中国来说，光刻机更难，因为它需要更多产业链的支持，如果全产业链都成熟，造光刻机对中国来说那还不跟玩一样。
光刻机难，从专业人才，设计，材料，工艺，各方面我国都缺。原子弹氢弹那时候我国有一大批高级尖端人才，可以说各个都是世界级人才天才，才把原子弹这些搞出来的，现在我国没这方面人才以及技术。
阿斯麦其实只是一家组装厂，光刻机是世界上最精密的机器，其需要瞬间的精确移动和停止，移动精度误差不大于2纳米，才能造出7纳米制程的cpu芯片，5纳米芯片的移动过程误差不超过1.5纳米。好比两家在飞机跑道上起飞的飞机，一家飞机上伸出一把刀，另一家飞机上伸出一粒米，需要在这粒米上刻一个A字。另外，聚焦激光的光束斑的直径要正好5纳米，控制软件也要纳米级的要求精度。你怎么玩？阿斯麦的各个零部件汇聚了全球各个国家最顶级的技术产品，有镜头、极紫外光激光、超精密机床、精密控制软件等，这些技术是全人类几百年不断累积的智慧结晶，若中国能评一国之力获得突破，那中国在这些领域将同时登顶世界技术之最。
要知道自身有几斤几两，高端科技那么好搞不至于很多领域被掐脖子，人家赚大头我们只是赚点代工费。汽车发动机相比较芯片来说，肯定是芯片难度大一点，目前为止国产发动机哪个是自主研发的！这个不是吹出来的，有些东西即使可以仿造只是形似，内在的东西差的太远了，不然很多人喜欢买进口的或者代购呢。
可口可乐的配方一直是公开的，为什么这么多年，都没有人可以做到和它一样的味道？还有路虎，以前路虎还没有卖给印度塔塔公司的时候，用美国的发动机，德国的变速箱和软件，基本没有什么大问题，卖个塔塔公司以后，德国仅仅是不给它供软件，其他配件都没有改变，路虎就上了315。
原子弹只要造出来能引爆它就行，没有标准，也不需要考虑市场能不能接受，但这个问题肯定说的不是普通的光刻机，这里说的是世界最先进的光刻机。原子弹如果像考试，代表着高分，考出高分有很多种原因的，甚至抄袭都有可能，但顶级光刻机就代表着你不光要考高分，而且还要保持第一名，这个不是你能抄袭到的。
准确的说原子弹是刚需，光刻机不是，你真的以为荷兰人是外星人？只有他们才能制造最牛逼的光刻机？这是商业因素驱动的，就像美国人的因特尔，不是别的国家做不了，是没必要，如果光刻机牵扯到国家命运，你还会天真的以为地球上只有荷兰人才能掌握这个尖端技术吗？先不说别的国家，美国第一个就能搞出来这玩意。
光刻机不是靠荷兰一家之力造出来的，它是世界（特别是西方阵营）最尖端科技的集大成者，其汇集了多个发达国家的多项尖端技术。以此看得出美国是多么的深谋远虑，它主导了高科技产业在同盟国中分工合作，控制了世界上最发达最先进最尖端的科技，根根需要，一些技术只在它们之间分享，但非同一阵营绝对被排斥。
航空发动机技术也与此类似。世界上最发达的美欧大洋洲等国家（如美英法意澳加日韩瑞丹荷挪新等国）均属它们同一阵营。可想而知，我们要突破它们的技术壁垒有多难！我们应当与时俱进，放弃不结盟过时陈旧思维，多结交朋友，结成盟友，集思广益，合作攻关，共同战斗！
科学技术一直在进步，光刻机虽然我们起步晚，并不是说我们就不能攻克了。困难是困难，难道困难就不做了吗？举国之力，一个领域一个领域的突破，我相信国家的能力，我也相信中国人自古以来的聪明和能力，现在这个时刻才是关键，让国家让国民清醒，什么才是国家发展的最重要因素，不是一天靠炒房地产，不是靠一天做明星梦，而是靠科技靠知识，靠的是不向老天低头的骨气。中国自古不缺人才。
原子弹是研发集成，光刻机是成果集成。难度前者最大，没有现成实物，基本所有都要从理论到实物，各种验证，从无到有，再集成，再优化，再验证。后者难度在优化整合上。攻城不怕坚，攻书莫畏难。科学有险阻，苦战能过关。我们现在各方面条件比刚建国时不知好多少倍，更何况我国已经有了能生产14纳米的光刻机。我坚信我国的科学家和能工巧匠们一定能攻坚克难，再创奇迹！
冰刻技术完全可以实现与EUV光刻机相当的精度。只不过要实现这个精度，必须让电子束直写光刻机的的分辨率达到纳米级别才行。
其实“冰胶+电子束”的效率是远远比不上“光刻胶+光刻机”的。因为要让水蒸气凝结在晶片上，还必须在零下140 进行，此外使用的还是电子束刻机，要一点一点的进行雕刻那速度比较慢。从制造效率上来看，这种冰刻技术是不如光刻机的。而冰刻的分辨率主要取决于电子束刻机，虽说电子束直写光刻机的精度已经达到了10纳米左右甚至以下的精度，但是国内电子束直写光刻机的精度在1微米，还没有达到纳米级别。事实上，冰刻技术只是将化学的光刻胶换成了水蒸气而已。
早在2018年，就发布了冰刻系统，这次的冰刻则是其升级版，主要就是将原料生产为成品。由于传统的光刻胶属于化学试剂，在光刻完成后还要进行清洗，清洗不干净的话就会导致良品率下降。而使用水蒸气凝固代替传统的光刻胶之后，就不存在清洗不干净这类问题了。
在电子束的作用下，凝固的水蒸气可以直接液化消失而不会残留在晶片上，这样一来就不会导致晶片被污染了，这是冰胶相对于传统光刻胶的优势所在。但是使用冰胶前，要将晶片放在零下140 的真空环境中，给其降温，再通入水蒸气。相对于传统的光刻胶来说，就多了这样一个步骤。估计当水蒸气凝固在晶片上之后，从拿出来，到光刻完成之前都要在0 以下的环境中进行操作，毕竟温度超过0 ，凝固的水蒸气就有可能液化成水，这也是相对于传统光刻胶的一个缺点。
由于冰刻系统的分辨率与电子束直写光刻机的分辨率有关，只要电子束直写光刻机的分辨率可以达到EUV光刻机的分辨率，那么使用冰刻系统生产的芯片的制程工艺就可以达到EUV光刻机的生产芯片的制程工艺。
只不过，现在世界上分辨率最高的电子束直写光刻机掌握在日本的JEOL和Elionix这两家公司手中。其中JEOL公司制造的的JBX-9500S电子束直写光刻机的套刻精度为11纳米，最小分辨率在0.1纳米左右。而Elionix公司制造ELF10000电子束直写光刻机的分辨率为100纳米。而国产BGJ-4电子束直写光刻机的分辨率为1微米，由此可见，即便使用了冰胶，在立足于国内电子束直写光刻机的前提下，是达不到国产SSA600/20的分辨率，更别说赶上EUV光刻机了。
我国碳基芯片的发展还是很快的，基本上与美国的技术不相上下。目前的碳基芯片已经突破到了3纳米，而我国正在向0.5纳米进发。碳基芯片的性能要比传统的硅基芯片强不少，基本上90纳米的碳基芯片性能相当于28纳米的硅基芯片，45纳米的碳基芯片相当于7纳米的硅基芯片。只不过，碳基芯片依然要用到光刻机，现阶段国内制程工艺最小的光刻机也停留在90纳米，而使用冰胶的电子束直写光刻机还在微米层。所以说，这次冰刻技术对国内碳基芯片的帮助不是很大。
中国芯片又发生大事了，12月4日，光刻两个字又登上了热搜。因为中美摩擦的原因，我国的芯片领域频频被掐脖子登上热搜的消息，只要和光刻或者芯片有关，基本都是坏消息。 不过这一次可不一样， 2020年12月4日，西湖大学纳米光子学与仪器技术实验室宣布，实验室研发的冰刻技术取得了重大突破，一体化自动化的微米冰刻系统已经具备了雏形。
不得不说，相信很多人和我一样，第一次听到冰刻这个名字时，脑袋里浮现的就是北方冬天公园的冰雕，不过了解下来才知道冰刻可是大有来头。
虽说冰刻和冰雕一样都是用冰雕刻，不过一个是用锤子钉子在冰块上雕，一个是用极紫外光在冰晶上雕；一个是北方小孩的玩具，一个是我国芯片的未来，一字之差天壤之别。
冰刻是什么，它到底代表了什么？
说起冰刻大家不熟悉，但是说起光刻机大家一定都知道，中美摩擦之后，我们在芯片领域的短板暴露无遗。在这种处于被动地位背景下，芯片的国产化也就成为了大家共同的期望。生产芯片的第一步就是光刻机，光刻机制造难度极高，需要多个国家、多个领域的顶级公司通力合作，几乎代表着工业制造的最高 科技 。
光刻机龙头企业荷兰ASML公司，就因为处于光刻机领域的霸主地位而被大家知晓。但其实ASML公司所掌握的也只是芯片制造技术链条上的一环而已。光刻机镜头被德国光学镜头蔡司垄断，激光技术领域龙头被美国Cymer垄断，由此便可以想象光刻机的制造难度到底有多大。
ASML的产能每年只有二十台，台积电和三星每年都为这二十台机器抢破头,我们的中心国际足足等了三年才买到一台光刻机。 而这仅有的一台光刻机订单也被美国从中作梗，导致订单交货无限期推迟，光刻机从此成为我国芯片领域的一大痛点。
光刻机是设备，光刻胶是材料。如果说光刻机是推动制程技术进步的引擎，那么光刻胶就是这部引擎的燃料。光刻胶又名光致抗蚀剂，是一种在紫外光照或者辐射下溶解度会发生变化的薄膜材料。在芯片制造过程中，需要将光刻胶均匀的涂抹在晶片表面，再用电子束，相当于肉眼看不见的“雕刻刀”，在真空环境中将金属字写在光刻胶上，对应位置的光刻胶性质会发生变化，在用化学试剂清洗掉剩下的光刻胶，一片“镂空”的光刻胶模具就做好了。
接下来便是将金属“填”在镂空位置，使之“长”在晶片表面，最后再用化学试剂将所有光刻胶清洗干净，去除废料后只留下金属字。留下的这个金属字就是芯片的构造电路，光刻胶式光刻技术中涉及到最关键的功能性化学材料。芯片制造工艺中有40%至50%的时间是在光刻过程中，这个过程不仅需要光刻机，还需要光刻胶， 光刻胶的质量决定了光刻精度， 简单的说，就算有最牛的极紫外光EUV光刻机没有好的光刻胶，的光刻精度还是不行可以说它直接影响了集成电路的性能、成品率以及可靠性，这是光刻胶的重要性。
光刻机的国产化前路漫漫，这事已成定局的事实，我们必须要吸取教训，在其他技术上做突破，避免再次出现这样的困局。
作为光刻机的重要材料，光刻胶也就由此进入了科研试验。光刻胶的形式虽然没有光刻机那么严峻，但是也处在日韩美三国的重重包围之下，全球市场份额都被几家巨头瓜分完毕，并且依靠着自己的技术壁垒赚取高价。
中国的光刻胶起步较晚，属于后发梯队，其中比较低端的PCB光刻胶能够实现15%的国产率，终端的LCD光刻胶和高端的半导体光刻胶，中国的国产率都很低。光刻胶的制备非常难，其性能指标就是光刻过程中的抗组，外国产品的抗阻能达到10^15MΩ，国内目前只能达到10^10MΩ， 差了接近十万倍。
面对这种情况，国内企业没有落下，一直在奋力追赶。日美韩走在我们前面，这是不争的事实，但是通往成功的道路往往不止一条，传统光刻胶技术我们固然落后， 但冰刻技术并不是对传统光刻胶的追赶，而是一种弯道超车。
冰刻改变了形式，从另一个方向出发去研究，这次冰刻的突破，很有可能帮助我国的光刻胶扭转局势，甚至还能完全改写光刻胶的地位。
可以说，冰刻这项技术十分冷门，全球只有西湖大学和丹麦一个研究团队在研究。我国研究人员在2018年就已经开发出这套冰刻系统， 而这一次是全新的冰刻2.0，将比传统的光刻胶技术，冰刻技术的优点在于清洁和高效。
传统光刻机在芯片制造的过程中需要使用光刻胶，它属于化学试剂，在光刻完成以后必须清洗。清洗过程也是手续繁多，稍有不慎就会毁了整个芯片，而冰刻不存在清洗的问题。因为在电子束的作用下，凝固的水蒸气可以直接汽化消失。
第二个优点在于冰刻的高效，可以简化芯片加工过程，传统光刻机生产芯片大致需要涂胶、曝光、化学显影，材料沉积、去胶剥离五个流程。
而冰刻技术就要简单多了，直接通过水雾覆盖包裹芯片，超低温凝结后直接进行雕刻。雕刻完毕后，使用电子束照射，被打到的冰将直接汽化，直接雕刻出冰模板，并且冰也无需清洗。
除此之外，冰刻技术还可以在光刻前沿超构表面与已经广泛运用的光纤有机结合。同时，也非常适用于非平面衬底或者易损柔性材料。
如果这项技术能够研发到实际应用阶段，一定会在芯片制造、生物、微电子这些领域发挥重要作用。
复旦大学物理系主任，超构材料与超构表面专家周磊教授也认为其研究价值相当之高，对于研发集成度更高、功能性更强的光电器件具有重要的现实意义。
当然，这些都是好的方面，如果我们辩证来看的话，冰刻技术也有一定缺点。
因为要让水蒸气凝在晶片上，必须在零下140度进行操作，同时雕刻速度又相对较慢， 从制造的效率上来看，现阶段这种冰刻技术远远不如传统的光刻。
但是这次的冰刻2.0不仅技术上有了突破，还在整体的自动化上有了雏形。已经能够在实验中利用各种常见的材料完成比较复杂的三维结构，并且计划在三到五年内实现全流程一体化自动化的一站式微纳加工，也就是一块原材料进去一块成品出来。如果这个目标完成，那么冰刻的效率就能大大提升。
当下谁也不知道冰刻这个研究方向对不对，但在这个不确定到确定的过程中，如果我们不参与进去，那么我们就没有话语权。光刻机和芯片就是鲜明的例子，我们没有参与进去，所以现在没有话语权，这样的亏我们吃的太多了。
这次研发冰刻技术的西湖大学可是大有来头，它不是传统的公办本科学校，而是一所研究性的民办学校。他的投资者包括了国内各行各业的顶尖领导者们，马化腾、王健林、王东辉、吴亚军这些知名企业家也在其中。其余的参与者都是国内各大知名院校以及各科研领域杰出的顶尖人才。而创办者施一公是原清华大学的副校长，在当清华校长之前还是美国普林斯顿大学分子生物学系 历史 上最年轻的终身教授，在整个国际学界都是公认的学术明星。
施一公回国之后出任了清华大学的副校长，任职中的能力也是受到了一致认可。在看到了国内前沿学术研究的短板后， 他向国家提出了创办申请，要创办一所研究型学院，对标站在世界科研之首的美国加州理工学院， 这个计划当然得到了国家的认可和支持。
2018年西湖大学正式创办建成，而在2015年时，这个学校的雏形就已经初显，那时候就引来无数大佬的目光，也正是因此，西湖大学得到了多个顶级企业的投资。除了丰厚的资金之外，西湖大学的师资力量也是不容小觑，截至到2020年7月份，短短两年时间，西湖大学已经拥有了125位科学家作为大学讲师，其中13位教师是其所在领域的顶尖领军人物。
西湖大学2015年具备雏形，2018年正式创办建成，到现在不过短短几年时间就已经完成了冰刻技术的突破，还有更多技术在我们看不到的地方前进，这或许就是他最好的证明。
相信在未来，西湖大学还会在科研之路上继续前进，与其他大学一起扛起中国芯片技术乃至其他技术的担子。
很多方法都可以制作芯片，甚至精度比光刻机高，但是最大的问题是，没有办法解决效率问题，光刻目前效率最高。据路边社推算，其实全球是euv光刻机的需求才六百台，也就是说这个东西，效率是相当特别很高的。
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