NA数值孔径对光刻机有什么意义？这个问题我们在之前的超能课堂：单价1.2亿美元的光刻机，全球只有一家公司生产一文中做过简单解释，决定光刻机分辨率的公式如下：

光刻机分辨率=k1*λ/NA

k1是常数，不同的光刻机k1不同，λ指的是光源波长，NA是物镜的数值孔径，所以光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径，波长越短越好，NA越大越好，这样光刻机分辨率就越高，制程工艺越先进。

现在的EUV光刻机使用的是波长13.5nm的极紫外光，而普通的DUV光刻机使用的是193nm的深紫外光，所以升级到EUV光刻机可以大幅提升半导体工艺水平，实现7nm及以下工艺。

但是改变波长之后再进一步提升EUV光刻机的分辨率就要从NA指标上下手了，目前的光刻机使用的还是NA=0.33的物镜系统，下一代的目标就是NA=0.5及以上的光学系统了。

如今ASML与IMEC合作的就是高NA的EUV工艺了，双方将成立一个联合实验室，在EXE：5000型光刻机上使用NA=0.55的光学系统，更高的NA有助于将EVU光源投射到更广阔的晶圆上从而提高半导体工艺分辨率，减少晶体管尺寸。

如今这项研究才刚刚开始，所以新一代EUV光刻工艺问世时间还早，此前ASML投资20亿美元入股蔡司公司，目标就是合作研发NA=0.5的物镜系统，之前公布的量产时间是2024年，这个时间点上半导体公司的制程工艺应该可以到3nm节点了。

由于结构更简单等原因，每一代新工艺中研发人员往往会使用SRAM芯片做试点，谁造出的SRAM芯片核心面积更小就意味着工艺越先进，此前的记录是三星在今年2月份的国际会议上宣布的6T 256Mb SRAM芯片，面积只有0.026mm2，不过IMEC上周联合Unisantis公司开发的新一代6T 256Mb SRAM芯片打破了这个记录，核心面积只有0.0184到0.0205mm2，相比三星的SRAM微缩了24%。

面积能大幅缩小的原因就在于使用了新的晶体管结构，Unisantis与IMEC使用的是前者开发的垂直型环绕栅极（Surrounding Gate Transistor，简称SGT）结构，最小栅极距只有50nm。研究表明，与水平型GAA晶体管相比，垂直型SGT单元GAA晶体管面积能够缩小20-30%，同时在工作电压、漏电流及稳定性上表现更佳。

目前IMEC正在跟Unisantis公司一起定制新工艺的关键工艺流程及步骤，通过一种新颖的工艺协同优化DTCO技术，研发人员就能使用50nm间距制造出0.0205mm2的SRAM单元，该工艺能够适用于未来的5nm工艺节点。

此外，该工艺还能使用EUV光刻工艺，减少工艺步骤，从而使得设计成本与传统FinFET工艺相当。

这项协议是比利时国王菲利普·利奥波德·路易斯·玛丽访华期间与中国签署的一系列协议之一，受到了双方政府高层的关注。涉及的公司中，中芯国际是国内最先进、最大的晶圆代工厂，华为就更不用说了（应该是海思部分具体负责吧），高通涉及的是国际贸易子公司。

大家不太熟悉的则是比利时微电子中心（IMEC），实际上他们也是大有来头，原本是比利时鲁汶大学的校际微电子研究中心，成立三十多年来已经成为世界领先的电子技术研发中心，在半导体制造工艺领域创造了多个世界第一，包括推动193nm光刻工艺、HKMG工艺等等。

根据中芯国际的公告，这次四方投资的公司由中芯国际控股，其他三家参股，中芯国际首席执行官兼执行董事邱慈云博士担任法人代表，中芯国际副总裁俞少峰博士担任总经理。目前该公司以研发14nm工艺为主，研发将在中芯国际的生产线上进行，未来中芯国际也有权使用该公司研发的技术进行量产。

目前有关14nm工艺的技术细节还不得而知，不知道是否会跟国际主流一样使用FinFET晶体管，也不知何时问世，不过通告中提到了“达成《国家集成电路产业发展推进纲要》提出的2020年16/14纳米工艺实现规模量产的目标。”，也就是会在2020年前规模量产，尚有几年时间。

　　据NVIDIA称，通过与IMEC的合作，NVIDIA能为客户提供更优秀的产品和解决方案，在扩大市场、增强业界影响力发面有莫大的帮助。

　　目前，NVIDIA主要依靠台积电进行芯片生产，这也意味着产品制程的进步完全依靠台积电实现，局限性较大。现在NVIDIA与IMEC达成合作协议，在新产品的工艺上有了更多的选择，也可以藉此减轻对台积电的依赖，提高产品开发的灵活性，或许这正是NVIDIA签订协议的本意。

　　据悉，TSMC将以IMEC为其核心合作伙伴共同研发22nm工艺以及22nm以下的节点工艺技术。

　　TSMC的R&D团队副总监Jack Sun表示，“TSMC目前正在寻求创新，通过加强合作关系以提高竞争力，而IMEC和TSMC的合作将能够进一步扩充研发团队的实力”。

　　其实早在2005年TSMC与IMEC就已经建立亲密合作伙伴关系了，而新协议的签订将使TSMC在欧洲地区的研发能力得到极大的扩充。

消息来源：[Xbitlabs]