015 平面技术，摩尔定律的原点

电路专利，用的方式就是在二氧化硅上利用光刻挖洞的技术。

    后来纳尔可是去了你们仙童半导体，你的那个光刻平面工艺不就是借鉴别人的嘛。】

    诺伊斯：【我就那个呵呵了，莱斯罗普后来也去了你们德州仪器，还跟你一起工作呢。你家后来搞集成电路，还是用了人家的技术。少在这里笑百步！】

    杰克·基尔比：【……】

    诺伊斯：【再说，我们的平面照相工艺早就有了。你也不看看仙童半导体的东家是干什么的！】

    观众大喇叭牛哄哄：“仙童摄影器材……东家是做摄影器材的，难怪仙童半导体能先搞出来平面工艺。我之前还觉得它东家跟它根本不搭边呢……”

    诺伊斯：【早在我们去旧金山成立仙童半导体的路途中，就从照相机商店购买了三个16毫米的镜头，用来制作步进重复照相机。

    这种照相机是用来制作“图像母版”的，能在照片底片上产生矩形阵列微小的、相同的图像，这就是现在集成电路制作所称的“掩膜”了。

    先将一种特殊的光敏树脂沉积在晶片的二氧化硅层上，再将光透过掩膜照射到光敏树脂上，形成想要的图案。

    然后用强酸冲洗晶片，将图案部分腐蚀掉，露出晶片下面的硅。

    之后，再将杂质扩散到硅中，形成各种PN结。

    1958年我和赫尔尼、拉斯特对这种平面照相技术进行了改良，制作出来第一台用于硅晶体三极管制作的光刻照相机。

    到1958年，利用平面照相技术，我们仙童已经可以在一块晶圆上批量制作相同的晶体管。

    1959年1月23日，我开始思考，既然已经可以批量制作晶体管，为什么不能把多种组件放在单一硅片上，通过内部连接形成“集成电路”呢。

    这种方式不但能够减少产品的体积和重量，价格也会降低，让咱们仙童更具竞争优势。

    于是，我、赫尔尼和拉斯特为首，开始着手“集成电路”的研究。

    当然，我们成功了！

    我们在硅片上加上一层氧化硅作为绝缘层，然后在这层绝缘层上“打洞”，用铝薄膜将已经用硅扩散技术做好的器件连接起来。

    这样器件之间需要连接的能够连接，需要隔离绝缘的能够绝缘。

    看看，我的想法显然是领先于基尔比的，因为我们有光刻照相机，咱们的赫尔尼和拉斯特把平面工艺发扬光大了。

    而德州仪器，在这个时期毛都没有，啊哈哈哈哈。】

    杰克·基尔比：【话虽如此，但其实咱们用的技术大多出于贝尔实验室才是真的。】

    诺伊斯：【当然，这点我并不否认。其实，即使这些发明和想法不出现在仙童，当半导体工艺发展到一定程度也会出现在别处。不出现在1959年，也一定会出现在后面的某一个节点。

    所以，其实……】

    杰克·基尔比：【其实我们应该感谢贝尔实验室的技术奠基，也感谢那个能商业化的时代，让实验室的技术能够得到进一步的实用、商业规模化和进一步提升。】

    诺伊斯：【嗯，是这个道理。其实，基尔比，你是一个很好的工程师，拥有绝佳的解决问题的能力。】

    基尔比：【嗯，其实比起科学家，我更愿意做一名工程师。科学家是解释事物的人，工程师是解决问题的人。我的一生，最大的兴趣就是解决问题吧。

    而你，诺伊斯，不但是一名科学家，也是优秀的工程师，更是卓越的企业家。还是很让人佩服的。】

    观众大松饼：“我觉得贝尔实验室好牛啊，这些技术最早都是从贝尔实验室搞出来的。”

    观众暗中观察：“那是当然，晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、C语言、UNIX操作系统、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影以及通信网等等都是从贝尔实验室诞生的。

    自1925年以来，贝尔实验室共获得两万五千多项专利，一共诞生了13位诺贝尔获奖者。可惜现在没落了……”

    张汝京：【仙童半导体当年的照相、掩膜、显影、光刻、扩散，这一整套平面处理技术，直到今天，仍然是现代集成电路制造的核心工艺。

    60年代初期，光刻技术还非常初级。当时的掩膜版是一比一贴在晶圆上的。而且，因为原理并不复杂，当时的半导体公司还能自己设计光刻工具和设备。

    但很快，专业的光刻机出现。1961年，美国的GCA公司制造出了第一台光刻机，从此以后光刻成为芯片制造的重要环节。

    光刻的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上，是集成电路制造的核心环节。

    光刻工艺定义了半导体器件的尺寸，也是整个集成电路制造中最复杂、最关键的工艺步骤。光刻工艺难度大、耗时最长。

    在芯片的生产过程中，一般需要20到30次光刻，耗费时间占整个工艺的40%到60%。

    而且光刻机成本极高，约占整个硅片制造工艺的三分之一左右。

    2018年，中芯国际向阿斯麦订购了一台最新的EUV（极紫外线）技术光刻机，价格为1.2亿欧元。本应该于2019年交货，但目前由于种种阻碍，咱还没能收到货。

    半导体平面工艺的诞生，首先明确的奠定了“硅”成为基础原材料。

    第二，平面工艺解决了大规模化生产集成电路的瓶颈。加速了晶体管平均价格的降低。

    1957年，半导体晶体管的平均价格为20美金，到了1965年，价格已经低于1美金。

    大规模生产，价格不断降低，这就是后来“摩尔定律”的原点。】