在半導體產業整體邁向深亞微米甚至納米制程的今天,g線(436 nm)與i線(365 nm)光刻工藝相較于后續的 KrF(248 nm)、ArF(193 nm)或 EUV(13.5 nm)而言,已經相對成熟和“傳統”。然而,g/i線工藝仍然在某些特定領域和應用場景中發揮著重要作用。
一、技術節點與分辨率范圍
g線(436 nm)
對應的最小特征尺寸通常大于 0.5 μm(500 nm),在現代先進制程看來較為“粗大”,但在過去或某些特定應用中依舊實用。
通常用于對線寬要求不高的傳統 CMOS 工藝或其他低密度電路產品。
i線(365 nm)
一般適用的技術節點范圍大約是 0.35 μm ~ 0.25 μm,曾廣泛用于 0.35 μm、0.25 μm、0.18 μm 節點時代,也在進入 0.13 μm 或更小節點時逐步被 KrF、ArF 替代。
一些模擬電路(Analog IC)或對集成度要求相對較低的領域依舊保留 i線工藝產線,以平衡性能需求與成本。
成熟度高
g/i線光刻自 20 世紀中后期開始發展,配套的光刻膠、光刻機、工藝流程都極為成熟,設備和材料成本相對低廉,且技術穩定,良率較易把控。
對設備和工藝環境要求相對較低
相比深紫外(DUV)或極紫外(EUV)光刻,g/i線對光學系統、真空環境和潔凈度的要求較低,因此建廠與維持生產的總投入要小得多。
成本與產能平衡
使用較長波長進行光刻,雖然無法滿足先進節點的小線寬要求,但對于部分中低端芯片需求或非高密度集成器件,g/i線生產線的投資及運營成本更具優勢,有利于量產一般精度器件。
中低端邏輯芯片與功率器件
一些相對落后制程的微控制器(MCU)、簡單數字邏輯或低壓功率器件無需追求極高的晶體管密度,g/i線完全能夠滿足其技術需求。
模擬電路 (Analog IC) 與射頻前端 (RF)
模擬電路或功放射頻芯片對線寬要求并不如數字電路苛刻,更看重器件線性度、功率能力以及模擬特性,也常用 g/i線工藝實現,兼顧產量與成本控制。
MEMS器件 (Micro-Electro-Mechanical Systems)
MEMS 傳感器、微機電結構對整體尺寸與形狀的要求有時更關注深硅刻蝕或三維結構特性,g/i線在這些相對“大尺寸”的微結構加工中依舊常見。
電源管理芯片 (PMIC)
電源管理芯片往往對耐壓、可靠性要求較高;其晶體管規模相對有限,不一定需要極精細的納米制程,因此 g/i線既能保證足夠的分辨率,又顯著降低制造成本。
顯示面板制造 (LCD 驅動/AMOLED 驅動)
顯示驅動芯片(DDI)或 TFT 制造中,也存在使用 g/i線技術的情況(具體取決于各廠商工藝路線)。一些大面積陣列背板的線寬要求也落在微米級別,g/i線足以勝任。
科研與原型驗證
在大學實驗室或研發機構的微電子工藝線里,g/i線光刻機更常見,用于教育實驗、原型器件試制、低成本小規模研發等。
PCB 與封裝基板加工
在印制電路板(PCB)加工和 IC 封裝基板(如 BGA、FC-BGA)工藝中,雖然更常見的方法可能是專用的曝光設備,但波長同樣通常在紫外或近紫外區間,基于類似的工藝原理;成熟的 g/i線光刻機或相近的設備已足以滿足數十微米級線寬。
- 技術節點:g線可達 ≥0.5 μm,i線在 0.35~0.25 μm 及其相近范圍內應用最廣。
- 適用領域:模擬電路、MEMS、功率器件、顯示驅動芯片、一般低密度邏輯電路等對線寬要求不極端苛刻的產品;也包括科研/教育用途。
- 優勢:工藝成熟度高、成本較低、設備運營和維護要求較弱。
- 局限:分辨率有限,不適合追求極高晶體管集成度的先進制程(如 90nm、28nm、7nm 等)。
因此,g/i線光刻工藝仍在諸多中低端或特定專業領域里扮演著重要角色,可以平衡產品需求與成本投入,不必盲目追求最新波長和最小線寬。這種按需選擇的策略在半導體行業中廣泛存在,也體現了不同節點和工藝路線所對應的多元化市場與技術生態。
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