深入光刻領域：揭秘芯片制造行業(yè)的職業(yè)新機會

多年以后，當每一個ICer站在職業(yè)生涯的路口，將會想起2023這一載入半導體行業(yè)史冊的一年。“裁員”、“降薪”、“解散”成了今年的主旋律，而過去幾年隨著芯片設計從業(yè)者的快速增加，內卷似乎也越來越嚴重。當芯片行業(yè)的種種亂象接踵而至時，我們也應該仔細審視，到底什么才是這個行業(yè)真正需要的？到底什么才是有價值的？IC設計是不是畢業(yè)生唯一的出路？想逃離內卷，我還能在芯片行業(yè)挖掘到哪些新的職業(yè)機會？

機會就在芯片制造中?？v觀整個半導體產業(yè)鏈，芯片是我國最為薄弱的一環(huán)。芯片制造環(huán)節(jié)紛繁復雜，有大大小小上千道工序，相關的職位也有很多種，或許有些人會說，制造中的崗位大多薪資低、加班多、環(huán)境差，誠然對一些制造的職位來說，沒錯，但也有一些崗位，不僅薪資nice,還更容易獲得職業(yè)價值感，這些職位就來自于芯片制造的核心步驟——光刻。

芯片制造主要可以分為八個大步驟，而光刻是整個制造過程中最核心的一步。

光刻前要在晶圓上均勻地涂上光刻膠（Photoresist），光刻膠通常采用旋涂的方式，即邊旋轉、邊涂抹，保證光刻膠的均勻性。

將涂好光刻膠的晶圓放入光刻機中，光刻機的光源發(fā)出的深紫外（DUV）或極紫外（EUV）光透過掩模版（也稱作光罩），將掩模版上的電路結構圖案縮小并聚焦到光刻膠圖層上。光刻膠在受光后，受光區(qū)域會發(fā)生化學變化，掩模版上的電路圖形就會被刻到光刻膠圖層上，此步驟稱為曝光，如下圖所示。曝光之后的步驟是烘烤和顯影，目的是去除圖形未覆蓋區(qū)域的光刻膠，從而讓印制好的電路圖案顯現出來，永久固定。

以上只是傳統理解上的光刻，而光刻的概念不止于此，比如ASML的全景光刻解決方案，整合計算光刻、光刻機臺、光學和電子束量測，以鐵三角的無間合力，幫助芯片制造商經濟高效地提升良品率和生產效率。

所謂計算光刻，就是利用數學、建模、仿真、數據分析和優(yōu)化等手段，在晶圓進入正式曝光之前，預測并矯正光刻制造過程中的納米級芯片設計問題、掩模缺陷、制造缺陷等難題。光源掩模協同優(yōu)化（Source Mask Optimization, SMO）和光學臨近效應校正（Optical Proximity Correction, OPC）便是計算光刻中兩大關鍵技術，它們融合了算法、AI、數學物理模型等技術，可以對關鍵圖形和易缺陷圖形做成像增強，增大工藝窗口，光刻更加精確，使制造工藝進一步提升成為可能，有效延續(xù)摩爾定律。

以上關于計算光刻的介紹，是不是破除大家對制造的誤解？在計算光刻中的背后是需要算法工程師、軟件研發(fā)工程師、現場應用工程師的付出，而設計架構如此復雜的大型軟件，難度也是可想而知，需要工程師不斷地學習、積累經驗，掌握大量的編程技能及前沿知識才能完成的。職業(yè)生涯的發(fā)展上限自然也很高！

ASML光刻技術的發(fā)展不是一蹴而就的，在荷蘭這樣一個盛產風車和郁金香的國家，成立初期只有三十幾個人的ASML是如何崛起的？這一切，要從半導體發(fā)展的三個歷史階段說起。

第一個階段是二十世紀六七十年代，也就是光刻機發(fā)展的早期階段，在集成電路發(fā)明之初，光刻工藝還在微米級別，工藝步驟也比現在簡單很多。況且光刻機的基本原理像皮影戲一樣簡單，即把光源發(fā)出的光透過掩模版，再把掩膜版上的電路印在涂有光刻膠的晶圓上 。第二個階段是二十世紀九十年代，光刻機的光源波長一度被卡死在193納米，摩爾定律也因此遇到了危機，這是整個半導體產業(yè)面臨的一大難關。天才科學家林本堅在透鏡和硅片之間加一層水或者其他折射率合適的液體，原有的193納米激光經過折射，不就可以降低到132納米了嗎？！在當時很多光刻機大廠不愿意押注林本堅的“浸潤式微影技術”的時候，ASML決定破釜沉舟、奮力一搏。僅用一年時間，在2004年ASML就拼全力趕出了第一臺光刻機樣機，并先后奪下IBM和臺積電等大客戶的訂單，在技術上實現彎道超車。第三個階段是千禧年前后開始的，1997年，美國能源部和英特爾牽頭成立了EUV LLC（Extreme Ultra Violet Limited Liability Company）聯盟，在ASML加入后的幾年時間里，EUV LLC聯盟在EUV光刻技術研究進展迅速。2010年，ASML將第一臺EUV光刻原型機——NXE:3100運送給韓國三星的研究機構作為研究設備，標志著光刻技術新紀元的開始。而如今，在全景光刻、計算光刻技術的加持下，光刻技術更是邁上了一個新的臺階！

如今，ASML作為行業(yè)的引領者，更是從未停止在光刻技術上的探索。ASML的全景光刻，是集成了精密硬件——掃描式光刻機、計算光刻、光學和電子束測量的鐵三角，鐵三角可以有效的提升工藝窗口，幫助客戶制造工藝更先進的芯片，同時縮短交付的時間。其中光學和電子束測量工具，則是全景光刻的品控師，電子束量測可以發(fā)現單個芯片上極其細微的制造缺陷，收集相關數據，并反饋至光刻機臺，完成量測和檢驗。

從技術角度看，ASML鐵三角從多維度全方位拓展了“光刻”這一看似單一的概念，實現更加完整的光刻一體化解決方案。

在中國，每一臺ASML光刻機，一年所曝光的晶圓片數量平均近200萬片，當它們連在一起，長度相當于5條黃浦江，而它們疊加起來，高度相當于3座東方明珠塔。我們手機、電腦中的先進工藝制程的芯片，幾乎都是用ASML光刻機制造的，雖然ASML光刻機離普通人很遙遠，但又和每一個人息息相關。

如果有一次和工業(yè)皇冠上的明珠——光刻機朝夕相處的機會，如果愿意接受摩爾定律的挑戰(zhàn)，如果想加入芯片行業(yè)成為先鋒，那么光刻相關的職位則是上佳之選。除此之外，更長的職業(yè)發(fā)展路徑，工作和生活的平衡，創(chuàng)新并與全球的團隊合作，這里通通都有！

選擇ASML，做一個眼里有光的人。

云體驗在ASML的職業(yè)無限可能