」工欲善其事,必先利其器。「—孔子《論語.錄靈公》
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十倍好:革命性的新晶片生產技術可以節省能源和金錢

發佈於2024-11-08
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Ten times better: Revolutionary new chip production technique could save energy and money

當前和未來電腦晶片的微小結構的生產所使用的光的波長剛好超過 10 奈米,已經趨向於 X 射線。準確來說,這是極紫外光,簡稱EUV。

與 X 射線一樣,這提出了一個至關重要的問題。極高能量的輻射幾乎可以穿透所有材料,不幸的是,也可以穿透光刻所需的鏡子,透過鏡子精確地引導光線以獲得電子電路。

CO2 雷射器發出的雷射中,只有 2% 的能量最終到達晶圓。因此,還有很大的改進潛力。

後果是多方面的

沖繩科學技術研究所提出了一種方法來取代以前效率非常低的技術。由於 EUV 光無法簡單地使用傳統光學設備進行引導,因此需要使用新月形鏡子進行複雜的佈置,通常需要十次反射。

每次反射都會顯著減少光的能量。因此,從根本上將這種設定減少到只有兩個鏡子似乎是合乎邏輯的。除此之外,這種簡化是透過兩個平行的、非相互作用的光源來實現的,這兩個光源都從相反的角度照射到用於光刻的光掩模上。

兩個鏡子中間都有一個孔,以達到與先前方法相同的雷射精度。目前,10奈米的分辨率應該是可能的。透過進一步優化,7 奈米,最終 5 或 2 奈米將是可以想像的。

這種簡化所帶來的能源節省是相當可觀的。只需 20 瓦功率,而不是 200 瓦雷射。這將是先前電力需求的十分之一,這將使整個晶片工廠所需的電力從大約 1 兆瓦減少到 100 千瓦。

根據該論文,還會進一步節省。更小、更弱的雷射當然製造成本更低,維護成本也更便宜。這也適用於整個進一步的建設。

電力、技術和營運成本可以顯著降低,這意味著電腦晶片也可以在遠離大型工廠設施的地方生產。具有明顯供應瓶頸的晶片危機(例如最近在 2020 年至 2022 年之間發生的那些危機)將不太現實。

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