I løbet af de sidste fem år har global fremstilling af halvledere nærmest været synonym med geopolitikken i litografimaskiner. ASML's EUV-litografisystemer er blevet det eneste pas til avancerede processer: enhver virksomhed, der ønsker at komme ind i noder under 5nm, skal passere gennem denne mekaniske gigant-en maskine, der koster over $300 millioner og består af 450.000 dele.
Fra Apple til TSMC, Samsung til Intel, hele industriens innovationstempo har været indirekte begrænset af dens produktionskapacitet og forsyningsrytme...
For nylig afslørede professor Kuang Cuifangs team ved National Key Laboratory of Extreme Optical Technology and Instrumentation (Extreme Optical Technology and Instrumentation Research Institute) deres præstation: "10.000-Channel 3D Nano Laser Direct Writing Lithography System." Dette gennembrud giver ny support til at imødekomme industriens krav til høj-præcision, storarealproduktion i mikro/nano-behandling.
Ekspertkomitéen for videnskabelige og teknologiske præstationer i det kinesiske optiske samfund bekræftede enstemmigt: Dette projekt demonstrerer betydelig innovation inden for systemarkitektur, lysfeltstyringsalgoritmer og høj-gennemstrømningsbehandlingsstrategier, med overordnede præstationsmålinger, der når internationalt førende niveauer.
1. Innovation · At flytte grænser fra "Single-Stroke Precision" til "Ten-Thousand-Stroke Synchronization"
To-foton-laser-direkteskrivningsteknologi har med sin høje opløsning, lave termiske effekter, maske-fri kapacitet og 3D-behandlingspotentiale længe været på forkant med mikro/nano-fremstilling. Den finder omfattende anvendelser inden for chipfremstilling, biomedicin, optisk lagring, mikrofluidik og præcisionsføling.
Traditionel enkelt-direkte laserskrivning med en enkelt kanal står imidlertid over for begrænsninger i behandlingshastigheden og kæmper for at imødekomme industriens krav om høj-præcision, stor-produktion.
"I øjeblikket bruger kommercielt udstyr på verdensplan stadig overvejende enkelt-strålelasere til punkt-}for-punkt-udskrivning af 2D-mønstre eller 3D-strukturer på substratmaterialer. Vi sigter mod at drive transformative fremskridt på tværs af hele feltet og relaterede industrier gennem videnskabelig innovation," forklarede Wen Jisen, en fuldtidsforsknings-{{6}-instituttet for Optics Technology and Instrument hos Extreme Technology and Instrument. Zhejiang University's School of Optoelectronics og Hangzhou International Science and Technology Innovation Center (STIC) "Vores høj-præcision, høj-gennemstrømningsenhed har opnået parallel direkte skrivning med titusindvis af laserpunkter for første gang, hvilket markerer et betydeligt teknologisk gennembrud."
Kuang Cuifangs team foreslog innovativt et lysfeltkontrolskema, der kombinerer digitale mikrospejle med mikrolinse-arrays, hvilket muliggør generering af over 10.000 (137×77) uafhængigt kontrollerbare laserfokuspunkter i systemet. Hvert fokuspunkts energi kan finjusteres til over 169 niveauer, hvilket opnår ægte multi-uafhængig kontrol. Enheden fungerer med en udskrivningshastighed på 2,39×10⁸ voxels/s, med behandlingshastighed og præcision, der begge når internationalt førende niveauer.
Samtidig udviklede teamet en intelligent global optimeringsalgoritme for at løse tekniske udfordringer såsom ujævn lysintensitet og aberrationer mellem flere fokuspunkter. Dette forbedrede lysintensitetens ensartethed af focal arrayet til over 95 %, mens det effektivt korrigerede spotforvrængning, hvilket væsentligt forbedrede konsistensen og behandlingspræcisionen på tværs af flere kanaler.
Derudover foreslog forskerholdet flere innovative behandlingsstrategier. Denne præstation er ikke blot en "internationalt førende" anerkendelse, men et forstyrrende teknologisk gennembrud. Det betyder, at vi i det mikroskopiske område for fremstilling af præcisionsstrukturer endelig er gået fra at bruge en enkelt "broderinål" til at beherske en æra med "ti tusinde nåle, der broderer i forening."
2. Lederskab · Fuld-kædeinnovation fra grænsevidenskab til kommercialisering
En teknologis storhed ligger ikke kun i at skalere videnskabelige højder, men i at bygge bro mellem laboratorium og industrialisering. Fødslen af multi-kanal 3D nano-laser direkte-skrivelitografisystemet eksemplificerer en sådan "ende-til-innovation", der leverer fremstillingsværktøjer, der engang blev anset for utænkelige for adskillige banebrydende-industrier.
12-tommers wafer behandlet af multi-3D nano-direkte-skrive-lasersystemet
Takket være teamets innovative tilgang og udforskning opnår enheden behandlingspræcision, der nærmer sig under-30 nm, en behandlingshastighed på 42,7 mm²/min og en maksimal skrivestørrelse, der dækker 12-tommer siliciumwafers. Akademiker Wu Hanming, Chief Scientist i feltet ved Science and Technology Innovation Center, bemærkede, "Denne teknologi forventes først at blive anvendt i tilpassede, høje efterspørgsel, små-batch produktsektorer, og vil lede den fremtidige udviklingsretning af relaterede industrier."
På Sci-Tech Innovation Center har forskningsinstituttet etableret et fælles laboratorium med Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. Dette samarbejde fokuserer på at adressere banebrydende videnskabelige udfordringer inden for national laser-direktskrivningslitografiteknologi, samtidig med at den fremmer kommercialiseringen af-avanceret innovation mellem optiske instrumenter, dybdeintegration og industriel integration mellem optiske instrumenter og dybdegående integration.
I øjeblikket har instituttet indgået foreløbige aftaler om teknologioverførsel med flere virksomheder inden for områder, herunder maskefremstilling, optisk anti-forfalskning og AR/VR. Projektleder Kuang Cuifang udtalte, at dette udstyr...
