光谷傳來(lái)好消息，宇微光學(xué)成功研發(fā)計(jì)算光刻EDA軟件

“OPC是EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工業(yè)軟件的一種，沒(méi)有這種軟件，即使有光刻機(jī)，也造不出芯片。從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，我們團(tuán)隊(duì)整整走了十年。十年磨一劍，就是要解決芯片從設(shè)計(jì)到制造的卡脖子問(wèn)題?！痹诠夤?，華中科技大學(xué)教授劉世元?jiǎng)?chuàng)立的宇微光學(xué)軟件有限公司(以下簡(jiǎn)稱“宇微光學(xué)”)，已成功研發(fā)全國(guó)產(chǎn)、自主可控的計(jì)算光刻O(píng)PC軟件，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。目前正在做集成與測(cè)試，并到芯片生產(chǎn)廠商做驗(yàn)證。

劉世元介紹，光刻是芯片制造中最為關(guān)鍵的一種工藝，通過(guò)光刻成像系統(tǒng)，將設(shè)計(jì)好的圖形轉(zhuǎn)移到硅片上。隨著芯片尺寸不斷縮小，硅片上的曝光圖形會(huì)產(chǎn)生畸變。在90nm甚至180nm以下芯片的光刻制造前，都必須采用一類名為OPC(光學(xué)臨近校正)的算法軟件進(jìn)行優(yōu)化。沒(méi)有OPC，所有IC制造廠商將失去將芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為芯片產(chǎn)品的能力。目前，全球OPC工具軟件市場(chǎng)完全由Synopsys、Mentor、ASML-Brion等三家美國(guó)公司占領(lǐng)。

宇微光學(xué)成立于2020年10月，致力于光刻掩模優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與軟件(OPC軟件)的自主開(kāi)發(fā)，旨在打破Synopsys、Mentor、ASML-Brion三家美國(guó)公司壟斷，保障我國(guó)IC制造廠商持續(xù)將芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為芯片產(chǎn)品的能力。

宇微光學(xué)成立于2020年10月，公司依托華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢光電國(guó)家研究中心等國(guó)家級(jí)平臺(tái)在集成電路制造領(lǐng)域十余年深耕取得的重要成果，致力于光刻掩模優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與軟件(OPC軟件)的自主開(kāi)發(fā)，旨在打破Synopsys、Mentor、ASML-Brion三家美國(guó)公司壟斷，保障我國(guó)IC制造廠商持續(xù)將芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為芯片產(chǎn)品的能力。

常用于晶圓制造階段的一種EDA軟件——OPC軟件。大家知道光刻(lithography)是集成電路制造中最重要的步驟，是目前最主要的在晶圓上制作亞微米和納米精度圖形的技術(shù)。光刻是利用光化學(xué)反應(yīng)(Photo-Chemical Reaction，PCR)原理把制備在掩模上的圖形通過(guò)光刻投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)印至晶圓上的過(guò)程。光照射在掩模上發(fā)生衍射，衍射級(jí)被投影透鏡收集并會(huì)聚在光刻膠表面，這一成像過(guò)程是一個(gè)光學(xué)過(guò)程;投影在光刻膠上的圖像激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，烘烤后導(dǎo)致光刻膠局部可溶于顯影液，這是化學(xué)過(guò)程。如此說(shuō)來(lái)，光刻包括光學(xué)和化學(xué)過(guò)程

計(jì)算光刻技術(shù)其實(shí)就是利用軟件和高性能計(jì)算，來(lái)模擬仿真光刻過(guò)程中的光學(xué)和化學(xué)過(guò)程，或者說(shuō)是模擬光學(xué)鄰近效應(yīng)修正(Optical Proximity Correction，OPC)，從理論上探索增大最小可分辨特征尺寸(Minimum Resolvable Feature size，MRF)和工藝窗口(Process Window，PW)的途徑，指導(dǎo)工藝參數(shù)的優(yōu)化

在OPC修正之前，首先是使用光罩進(jìn)行曝光，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，在不同數(shù)據(jù)對(duì)比中，確定最佳Focus和dose。然后數(shù)據(jù)交給負(fù)責(zé)建立OPC model的工程師，build model。Model相當(dāng)于OPC的一把尺。后來(lái)就交給Recipe run OPCOPC之前的版圖是preOPC，也就是design部門(mén)給的設(shè)計(jì)圖紙。經(jīng)過(guò)修正之后的叫PostOPC，會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整合和格式轉(zhuǎn)換發(fā)送給光罩廠制作光罩。OPC部門(mén)因此可以看做是芯片制造的最前端(除了design)。

EDA涵蓋了電子設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證、制造全過(guò)程的所有技術(shù)，諸如：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真，電路設(shè)計(jì)與仿真，印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)與校驗(yàn)，集成電路(IC)版圖設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和測(cè)試，數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)，模擬電路設(shè)計(jì)，數(shù)模混合設(shè)計(jì)，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，芯片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)，可編程邏輯器件(PLD)和可編程系統(tǒng)芯片(SOPC)設(shè)計(jì)，專用集成電路(ASIC)和專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)設(shè)計(jì)技術(shù)等。高級(jí)硬件描述語(yǔ)言和IP芯核被廣泛采用，使得電子設(shè)計(jì)方式以及電子系統(tǒng)的概念發(fā)生了根本性的改變。在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化出現(xiàn)之前，設(shè)計(jì)人員必須手工完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)所謂集成電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)不及現(xiàn)在。