במהלך חמש השנים האחרונות, ייצור מוליכים למחצה עולמי היה שם נרדף לגיאופוליטיקה של מכונות ליתוגרפיה. מערכות הליטוגרפיה EUV של ASML הפכו לדרכון הבלעדי לתהליכים מתקדמים: כל חברה השואפת להיכנס לצמתים מתחת ל-5nm חייבת לעבור דרך המהומה המכנית הזו-מכונה בעלות של למעלה מ-300 מיליון דולר ומורכבת מ-450,000 חלקים.
מאפל ועד TSMC, סמסונג ועד אינטל, קצב החדשנות של התעשייה כולה הוגבל בעקיפין על ידי כושר הייצור וקצב האספקה שלה...
לאחרונה, הצוות של פרופסור קואנג צויפאנג במעבדת המפתח הלאומית לטכנולוגיה ומכשור אופטי קיצוני (מכון לחקר טכנולוגיה אופטית ומכשור קיצוני) חשף את ההישג שלהם: "מערכת 10,000-ערוצי 3D Nano Laser Direct Writing Lithography". פריצת דרך זו מספקת תמיכה חדשה לעמידה בדרישות התעשייתיות לייצור דיוק ושטח גדול ב-עיבוד מיקרו/ננו.
ועדת המומחים להישגים מדעיים וטכנולוגיים של החברה הסינית האופטיקה אישרה פה אחד: פרויקט זה מדגים חדשנות משמעותית בארכיטקטורת המערכת, אלגוריתמי בקרת שדה אור ואסטרטגיות עיבוד-תפוקה גבוהה, כאשר מדדי ביצועים כוללים מגיעים לרמות מובילות בינלאומיות.
1. חדשנות · דחיפת גבולות מ"דיוק-שבץ בודד" ל"סנכרון עשרת-אלפי-שבץ"
טכנולוגיית כתיבה ישירה בלייזר שני-פוטונים, עם הרזולוציה הגבוהה, האפקטים התרמיים הנמוכים, היכולת החופשית של-מסכה ופוטנציאל העיבוד התלת-ממדי שלה, נמצאת זמן רב בחזית ייצור המיקרו/ננו. הוא מוצא יישומים נרחבים בייצור שבבים, ביו-רפואה, אחסון אופטי, מיקרופלואידיקה וחישה מדויקת.
עם זאת, כתיבה ישירה בלייזר חד ערוצית-ת עומדת בפני מגבלות מהירות עיבוד, ומתקשה לעמוד בדרישות התעשייתיות לייצור-דיוק וגדול-בשטח גדול.
"נכון לעכשיו, ציוד מסחרי ברחבי העולם עדיין משתמש בעיקר בלייזרי קרן-יחידה להדפסה נקודתית-ל-נקודה של תבניות דו-ממדיות או מבנים תלת-ממדיים על חומרי מצע. אנו שואפים להניע התקדמות טרנספורמטיבית בכל התחום ובתעשיות קשורות באמצעות חדשנות מדעית", הסביר Wen Jisen, מחקר מלא ב-{{6} מכון המחקר והטכנולוגיה של Extreme. בית הספר לאופטואלקטרוניקה של אוניברסיטת ג'ה-ג'יאנג ומרכז החדשנות המדע והטכנולוגי הבינלאומי של Hangzhou (STIC) "המכשיר -הדיוק והגבוה- שלנו השיג לראשונה כתיבה ישירה עם עשרות אלפי נקודות לייזר, מה שסימן פריצת דרך טכנולוגית משמעותית".
הצוות של Kuang Cuifang הציע באופן חדשני ערכת בקרת שדה אור המשלבת מיקרו מראות דיגיטליות עם מערכי עדשות מיקרו, המאפשרות ליצור מעל 10,000 (137×77) מוקדי לייזר הניתנים לשליטה עצמאית בתוך המערכת. ניתן לכוונן את האנרגיה של כל מוקד דק ללמעלה מ-169 רמות, ולהשיג שליטה אמיתית מרובה- עצמאית. המכשיר פועל בקצב הדפסה של 2.39×10⁸ ווקסלים לשנייה, עם מהירות עיבוד ודיוק שניהם מגיעים לרמות מובילות בינלאומיות.
במקביל, כדי להתמודד עם אתגרים טכניים כמו עוצמת אור לא אחידה וסטיות בין מספר מוקדים, הצוות פיתח אלגוריתם אופטימיזציה גלובלי אינטליגנטי. זה שיפר את אחידות עוצמת האור של מערך המוקד ליותר מ-95% תוך תיקון יעיל של עיוות נקודה, שיפור משמעותי בעקביות ודיוק העיבוד על פני מספר ערוצים.
בנוסף, צוות המחקר הציע אסטרטגיות עיבוד חדשניות מרובות. הישג זה אינו רק אות "מוביל בינלאומי" אלא פריצת דרך טכנולוגית משבשת. זה מסמל שבתחום המיקרוסקופי של ייצור מבנה מדויק, עברנו סוף סוף מאחיזה של "מחט רקמה" יחידה לעידן של "עשרת אלפים מחטים רוקמות ביחד".
2. מנהיגות · חדשנות-שלמה מ-frontier Science למסחור
גדולתה של טכנולוגיה טמונה לא רק בהגדלת גבהים מדעיים אלא בגישור על הפער בין מעבדה לתיעוש. לידתה של מערכת ליטוגרפיה ישירה של ננו-רב-תלת-ממדית תלת-ממדית-לייזר-מדגימה "חדשנות מקצה-ל-קצה", המספקת כלי ייצור שפעם נחשבו בלתי נתפסים עבור תעשיות- מתקדמות רבות.
רקיק בגודל 12-אינץ' מעובד על ידי מערכת כתיבה ישירה בלייזר רב-ערוצית תלת-ממדית-
הודות לגישה והחקירה החדשנית של הצוות, המכשיר משיג דיוק עיבוד המתקרב מתחת ל--30 ננומטר, קצב עיבוד של 42.7 מ"מ²/דקה וגודל כתיבה מקסימלי המכסה פרוסות סיליקון בגודל 12- אינץ'. האקדמאי וו האמינג, מדען ראשי בתחום במרכז החדשנות למדע וטכנולוגיה, ציין, "טכנולוגיה זו צפויה להיות מיושמת לראשונה במגזרי מוצרים מותאמים אישית, בעלי ביקוש גבוה, עם אצווה קטנה, ותוביל את כיוון הפיתוח העתידי של תעשיות קשורות".
במרכז לחדשנות טכנולוגית-, מכון המחקר הקים מעבדה משותפת עם Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. שיתוף פעולה זה מתמקד בטיפול באתגרים מדעיים מובילים בטכנולוגיית ליטוגרפיה של כתיבה ישירה בלייזר לאומית, תוך קידום המסחור של-הגבוהים של מחקר ופיתוח טכנולוגי אופטי ושילוב חדשנות של מכשירים אופטי.
נכון לעכשיו, המכון הגיע להסכמים ראשוניים להעברת טכנולוגיה עם מספר ארגונים בתחומים כולל ייצור מסכות, נגד-זיוף אופטי ו-AR/VR. מוביל הפרויקט Kuang Cuifang הצהיר כי הציוד הזה...
