科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步讓人類(lèi)對(duì)身邊可利用資源的利用效率大幅提高，被利用資源的技術(shù)和資源潛在價(jià)值也被很大程度上的挖掘、利用。諸如硅基、鍺基半導(dǎo)體芯片和科學(xué)家們正在探索的第三代半導(dǎo)體芯片。此外，代表未來(lái)半導(dǎo)體發(fā)展方向的光學(xué)，成為許多科學(xué)家們的重點(diǎn)試驗(yàn)對(duì)象。

我是柏柏說(shuō)科技，資深半導(dǎo)體科技愛(ài)好者。本期為大家?guī)?lái)的是：上海微系統(tǒng)破冰成功的“芯”技術(shù)，亞納米量級(jí)的超靈敏位移傳感器。該項(xiàng)技術(shù)的突破，將給我國(guó)的芯片代工行業(yè)帶來(lái)怎樣的改觀。

老規(guī)矩，開(kāi)門(mén)見(jiàn)山。2021年7月中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站消息，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與國(guó)家材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室硅光子課題組、英國(guó)倫敦國(guó)網(wǎng)學(xué)院教授Anatoly V.Zayats成立的合作小組成功破冰了一項(xiàng)可用于硅基半導(dǎo)體芯片制程當(dāng)中的新技術(shù)，即能夠在布洛赫表面光場(chǎng)、符合非對(duì)稱(chēng)傳輸特性的超靈敏位移測(cè)量的方法。

比起技術(shù)本身；相信大伙關(guān)注更多的，是超靈敏位移傳感給我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)的改觀。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)能夠助力我國(guó)加快實(shí)現(xiàn)芯片自主化生產(chǎn)的腳步，推動(dòng)我國(guó)芯片代工行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)芯片制程的目標(biāo)，提供了必要的技術(shù)前提。

這是因?yàn)楣杌酒阅艿奶嵘o硅基芯片內(nèi)部包含的晶體管數(shù)量提出了更高的要求。負(fù)責(zé)對(duì)硅膜片進(jìn)行曝光的EUV光刻機(jī)，其曝光精度也會(huì)隨著晶體管數(shù)量的提高而提高。由于上海微系統(tǒng)破冰成功的超靈敏位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)布洛赫表面波的非對(duì)稱(chēng)傳輸，這在一定程度上能夠提高光刻機(jī)對(duì)硅芯片的曝光精度。

不只是作用于芯片代工領(lǐng)域中的光刻機(jī)設(shè)備上，上海微系統(tǒng)破冰成功的亞納米級(jí)超靈敏位移傳感，同樣適應(yīng)于納米尺度位移傳感、量子技術(shù)、光子芯片等領(lǐng)域。據(jù)了解，我國(guó)破冰成功的亞納米級(jí)位移傳感，靈敏度最高達(dá)0.12 nm-1（8.33333……納米），分辨率達(dá)8納米、量程可達(dá)300納米。

補(bǔ)充一下位移傳感器的應(yīng)用，位移傳感器的應(yīng)用范圍可分四大領(lǐng)域，它們分別是機(jī)械設(shè)備行業(yè)、汽車(chē)制造行業(yè)、電子制造行業(yè)以及工業(yè)機(jī)器人中。拋去與國(guó)產(chǎn)芯片制程無(wú)關(guān)的汽車(chē)制造行業(yè)與工業(yè)機(jī)器人，位移傳感器在電子制造業(yè)和機(jī)械設(shè)備行業(yè)中是不可或缺的。

上海微系統(tǒng)破冰成功的“亞納米級(jí)超靈敏位移傳感”推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)傳感器技術(shù)的進(jìn)步；傳感器技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)力集成電路行業(yè)的發(fā)展，體現(xiàn)在芯片制造中便是提高芯片設(shè)備的生產(chǎn)效率。由于位移傳感的主要作用是檢測(cè)、規(guī)范并調(diào)整設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的產(chǎn)品位置偏移、有效接觸面積過(guò)小等問(wèn)題，因此位移傳感器還能夠提高制程芯片的良品率。

此外，位移傳感器作用在機(jī)械設(shè)備上，尤其是智能化機(jī)械設(shè)備中；能夠延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，提高機(jī)械設(shè)備的精度，在某些特定情況下能夠解決設(shè)備出現(xiàn)的振動(dòng)、漲差或是偏心性能的問(wèn)題。

在國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)步入“替代化”的關(guān)鍵階段，上海微系統(tǒng)成功破冰亞納米級(jí)超靈敏位移傳感器，給國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體的芯片荒漠下了一場(chǎng)及時(shí)雨。有了它，我們可以減少或是避免因設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)的偏差、定位失誤而導(dǎo)致的產(chǎn)品制程虧損。

值得一提的是，為了加速?lài)?guó)產(chǎn)芯片自主化進(jìn)程，上海集成電路委員會(huì)提前布局未來(lái)3納米及3納米以下的未來(lái)芯片發(fā)展。這次上海微系統(tǒng)破冰亞納米級(jí)超靈敏位移傳感器，一定程度上推動(dòng)了上海集成電路委員會(huì)的未來(lái)芯片發(fā)展計(jì)劃。

我國(guó)有關(guān)芯片制程的突破越來(lái)越多，例如上海光機(jī)所在“數(shù)字化超精密子孔徑拋光中頻誤差創(chuàng)成機(jī)制”取得的進(jìn)展和著重攻堅(jiān)的13.5納米EUV光源項(xiàng)目，中芯國(guó)際與華虹集團(tuán)在芯片代工領(lǐng)域中的不斷突破等。祝愿國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)能夠早日攻克難題，在半導(dǎo)體領(lǐng)域中披荊斬棘，直至巔峰。

對(duì)于上海微系統(tǒng)破冰成功的超靈敏位移傳感，大伙有什么想說(shuō)的呢？結(jié)合上海集成電路委員會(huì)近期提出的有關(guān)3納米及3納米以下的芯片布局、國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體近些年在芯片代工領(lǐng)域中取得的成就，你認(rèn)為我們距離實(shí)現(xiàn)先進(jìn)芯片制程自主化生產(chǎn)的目標(biāo)還有多遠(yuǎn)呢？