95后UP主“自制光刻机”,媒体夸大报道后遭行业专家“打假”
一個 95 后小伙的“自制光刻機”視頻,引起一眾網友“狂歡”。
近日,大連理工大學化工學院的大一學生彭譯鋒、B 站 UP 主“DUT-home_lab”,發表了題為《自制光刻機微納加工 75µm工藝》的視頻。
他聲稱自己用一張圖紙搭建出一臺納米級光刻機,并光刻出 ~75µm(75000 nm)的孔徑。
截止 7 月 11 日下午,視頻已有近 24 萬播放量。
圖|該視頻播放量接近24 萬,圖中人物為彭譯鋒
國內一家自媒體以《95 后 up 主低成本 DIY 納米級光刻機!一圖紙一書桌研究半年,挑戰芯片制造最難環節》的標題,對該視頻進行了報道。
隨后,該報道被另一家媒體以《低成本 DIY 納米級光刻機!這位 95 后男生火了…》的標題進行轉載,文末留言中不乏“國家需要這種人才”“沒看懂,但是感覺很厲害”等贊譽之詞。
同日,大連理工大學化工學院的微信公眾號,就該同學的實驗視頻,發布了以《挑戰低成本 DIY 納米級光刻機!人民網點贊這位化工小伙!》為標題的報道。
圖|大連理工大學化工學院的微信公眾號的報道
以上報道發出后不久,涉事視頻在國內某知名問答社區遭到“瘋狂打假”。
目前,該校發布的報道顯示“已被發布者刪除”。彭譯鋒發在 B 站的視頻,也已無法查看。
多名專業人士都認為,視頻中的實驗,違背了光刻機的工作原理。美國某量測設備供應商技術專家、新加坡南洋理工大學微電子專業博士李楊,正是上述問題的回答者之一。
DeepTech 聯系到李楊,他分析了視頻中的幾處錯誤。
完全談不上“自制光刻機”
視頻中,彭譯鋒用一張照片,來作為設計圖紙。李楊認為,拿照片當圖紙去做“光刻機”,不只是不當、而是荒謬。
他說自己作為經過專業訓練的前科研工作者,通過照片也只能確定照片中的光刻機,是德國 Karl Suss 公司的接觸式光刻機,具體型號則無法辨別,而這位同學竟然說能通過一張照片仿造出光刻機?而他之所以能認出照片中的光刻機,是因為在過往從業經驗中,他已經非常熟悉該公司產品。但對于一般人來說,彭譯鋒手持的照片,真的就只是一張照片,并不能稱之為圖紙。
通過這張照片,一般人很難看出光刻機各部件的尺寸、光源和光路等信息,更無法判斷這臺光刻機用的是透鏡、還是反射鏡,也無法判斷出這臺光刻機,是如何設計對板系統、以及如何操作光強測量校準等。
圖|彭譯鋒把照片作為圖紙(來源:B 站)
某知名國際半導體公司的高級光刻技術工程師陳歐文(化名)認為,彭譯鋒視頻里的“光刻機”,就是直接從網上買來激光雕刻機成品,然后進行了組裝。
只不過激光雕刻機,是在其他材料上進行雕刻,而彭譯鋒則是使用激光束,對光刻膠進行曝光,然后顯影出圖形來。
圖|陳歐文表示視頻中的光刻機,淘寶就能買到
具體到分辨率上,和激光雕刻其他材料沒有差別,也沒有任何實用的技術點。并且,激光雕刻機嚴格意義上并不算是光刻機,所以完全談不上自制光刻機。
違背光刻機工作原理
李楊還認為,彭譯鋒的視頻,肯定沒有使用光刻機工作原理。光刻技術的核心,是把光刻掩膜版上的圖形,轉移到硅晶圓上。
早期的接觸式和接進式光刻機,其圖形是按照大小比例 1:1 轉移到硅晶圓。
而光刻機發展到投影式,掩膜版上的圖形是按照 4:1 或者 5:1 的比例轉到硅晶圓。彭譯鋒做的所謂“光刻機”,光路只有激光光源,既沒有掩膜版,也沒有光學透鏡組。
由于他是自己動手 DIY,受限于成本原因,他無法購買昂貴的透鏡,這固然可以理解,但如果投射到硅晶圓上圖形,只是激光光源的光斑,那就不是光刻,而只是簡單的曝光。
繞過光刻掩膜版,討論關鍵尺寸是毫無意義的,因為這根本不是光刻工藝需要完成的關鍵尺寸,所以也談不上任何技術難度。
在視頻中,彭譯鋒稱自己“光刻出 ~75µm(75000nm)的孔徑”,但是利用光源光斑,甚至能搗鼓出 50µm 或 20µm,但是沒有任何用處。因此在這種情況下,討論實現了多少納米,根本無從談起。
圖|彭譯鋒稱自己“光刻出 ~75µm(75000nm)的孔徑”
75um 工藝放在 50 年前都很落后
李楊表示,在當下半導體行業,Logic 工藝(該工藝是集成電路制造領域最為困難的部分)最先進的是三星和臺積電,這兩家公司已經量產 5nm 技術,并且正在攻堅 3nm 技術。
而 75µm 是 5nm 技術的 1.5 萬倍、是 3nm 技術的 2.5 萬倍。
當前,中國國產芯片的“扛把子”中芯國際,已經可以量產 14nm 的芯片,這樣來算,當前中國最先進的芯片技術,是彭譯鋒實現的“75µm 工藝”的 5375 倍。
“75µm 工藝”有多么落后呢?以摩爾定律的技術路線圖為例,從上面根本找不到 75µm的位置。
圖|摩爾定律路線圖
陳歐文也告訴 DeepTech,早在 1971 年,英特爾就已發布首款微處理器 4004,并采用 10μm PMOS 技術生產。
目前市面上能買到的手機的處理器,比如麒麟 990、高通驍龍 865 等,都已使用 7nm 制程工藝,也就是比 75um 小一萬倍的工藝。可以說,75um 放在 50 年前都不是先進工藝。
校友發言:很少有人認為學校宣傳有問題
DeepTech 采訪到彭譯鋒的校友——大連理工大學化學學院大三學生劉明蒿(化名),她表示,制備半導體在化學領域,也是一個熱門方向,這可能是彭譯鋒“自研光刻機”的原因。
針對該視頻,她說校內老師們目前還沒有表態。在該校公眾號報道了彭譯鋒的視頻后,很多師生還轉發上述文章,并借機給學校做宣傳。
7 月 11 日下午,DeepTech在 B 站上聯系彭譯鋒,問他如何看待外界對于視頻的質疑,他僅回復四個字:“玩具來的”。同日,該視頻已經從 B 站刪除。
對于該視頻,前文的美國某量測設備供應商技術專家李楊表示,在校學生動手創造值得肯定,學生的想法和動手能力,當然不能被扼殺,但前提是原理不能出錯。不然就會畫虎不成反類犬,且會誤導更多不明真相的人。
西南交通大學信息學院電子工程系副系主任邸志雄博士則認為,從作品實際效果來看,該同學連光刻技術的入門門檻,都沒有摸到。
他對于正膠、負膠等沒有基本概念,也分不清楚光刻技術、刻蝕技術和激光雕刻的區別。但對于二十來歲的大一學生來說,視頻中的實驗難度,遠大于課堂上的實驗,他不僅敢想敢做,并能利用現有局限條件,實現出一個基本模型,工作完整性和可演示性也都尚可。
在他知識體系有限的情況下,做成這樣已經很優秀,不能過于苛責。實驗本身,也可以吸引更多人關注光刻機技術。如果他能夠提升知識體系和科研素養,未來一定可期。
清華大學新聞與傳播學院教授、博士生導師沈陽也認為,首先要鼓勵年輕人積極探索科學實驗,這有助于全民科學素養的提升。
他舉例稱,美國已經有高中生在家做核試驗,中國在此還有很大提升空間。不管是在學校、在研究機構還是在家,都應鼓勵年輕人挑戰創新型科學實驗。
從本質上說,科學研究服務于個人興趣,只有真正對它感興趣、才能做到極致。所以要提倡青少年基于興趣,來展開科學實驗,而非基于某一技術是否是當下的“網紅技術”來做實驗。
國產光刻機應冷靜對待現狀
光刻機技術,是當前中國的“卡脖子”技術之一,某知名國際半導體公司的高級光刻技術工程師陳歐文認為,國人應該靜下心來、去研發真正可以投入實用的產品。
類似本次視頻發布之后,部分媒體的“放衛星”行為,則會鼓吹不正之風,而一些公司、科研單位和院校也樂于借助國內光刻機困境博眼球。
但是,一定要認清現狀。目前中國僅有的一家光刻機研發公司,是上海微電子裝備(集團)股份有限公司(簡稱 SMEE), 雖然和業界頂尖的 ASML 差異巨大,但是已經是可以做到 90nm 水平,并且有成品發布。
圖|SMEE 的光刻機(來源:SMEE 官網)
陳歐文表示,荷蘭光刻機公司 ASML 早已領先業界,國內光刻機研發僅有上海微電子一家,且該公司成立僅 18 年,并沒有多少積累,國家也沒有給予較多重視。網傳上海微電子十年間研發經費只有 6 億,而 ASML 的一臺高端光刻機,售價就是 6 億。
但陳歐文認為,這總比沒有強,雖然也有報道稱上海微電子的光刻機、已經應用在國內晶圓廠,但應該只是一種合作試用,還談不上賣出去。
如果國內晶圓廠,真的能把上海微電子的光刻機使用起來,雖然性能比較低,但通過在使用過程中發現問題、然后進行升級迭代,也會非常有利于國產光刻機研發。
歐洲半導體設備供應商 EVG 合作伙伴技術應用經理魏宏亮也認為,相比國外光刻機公司,中國應加強和使用端客戶的互動,在工藝中不斷完善和提升。具體來講,中國光刻機中的合金、光刻膠、備件、光路系統等材料,仍需快步追趕。
對于本次出現的夸張報道,清華大學新聞與傳播學院教授、博士生導師沈陽認為,媒體在報道時,既要報道這類青少年參與科研的熱情,同時也要報道實驗中的不足。如果媒體沒有分辨能力,則需引入專業人士進行點評。
只有這樣,才不會引起輿論泡沫,也有利于培養青少年的科學素養,并引導他們抱持理性態度搞科研。
創新素養的培養,是一個長期過程,不可能一蹴而就。而這種報道所引起的、網友“一哄而上”的浮夸之風,反而會損害青少年的科技創新。
-End-
總結
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