今天讨论的主题是：28nm光刻机为什么不能通过多曝工艺实现14nm，甚至7nm的曝光工艺？
在了解这个复杂的半导体知识之前，还得先学习前置的知识点。今天知识点内容包括：第一、所谓28nm光刻机是什么？如何定义？第二，决定光刻机的最小精度有哪些因素？什么叫套刻精度？第三、晶体管的实际参数和定义；第四，多曝工艺/SAQP四曝工艺的详细图解。
字数原因分两篇，今天讲第一点和第二点，第三点和第四点下一篇聊。
一、28nm光刻机是如何定义的？
首先业内并没有28光刻机这样的叫法，这个说法只存在民间，但是既然是科普，那还得按普通人的视角来解释。
所以所谓的28光刻机，应该到底怎么来定义？
按一般意义上的理解，最小精度能满足28nm线宽的显然就能算28光刻机。那么问题又来了，28nm的实际线宽是多少呢？
上篇讲过了，芯片的内部结构其实类似高楼大厦，最底下的晶体管间距最小，上面的金属互联层间距相对较大，所谓的28nm光刻机应该是指满足最M0/M1层的小晶体管特征尺寸的光刻机。
28nm的实际特征尺寸是多大呢？
上次介绍了28nm有两版经典的工艺分别是28HKMG（高K金属栅极）和28Poly（多晶硅氮氧栅极），实际上不仅仅是这2个版本，TSMC当年在28nm平台上有延伸出LP，HPM，HPC，HPC+等多个版本，主要是为了针对不同的客户需求，有些客户追求频率和性能，有些客户则追求更低功耗比，因此尽管都是28nm工艺，但是在各个工艺版本略微有区别。
之所以要搞这么多工艺版本，主要原因是这些工艺的变化，会带来设计规则的变化，更加灵活的设计规则一方面是能减少并改善光刻步骤，第二是不同的工艺能够明显改进栅极间距，目的是改善性能或者漏电。
根据业内大佬的介绍，28HPC/HPC+和28LP/HP/HPL/HPM略有区别，栅极长度分别是HPC版本的40nm/35nm/30nm和LP版本的38nm/35nm/31nm。
从这点上大家就发现了，28nm工艺的实际栅极长度，并不是28nm，最大的有40nm，而最小的则是31nm，实际上一共有6种规格，甚至22nm都能算28nm的一个变种。
从40-28nm工艺开始，工艺节点的标称和实际栅极长度已经不是一一对应，而是相对等效关系的原因。
因此要满足28nm工艺，在不考虑其他工艺因素的情况下，光刻机的极限分辨率应该至少能满足40nm最小曝光线宽，由于40nm的不是主力量产制程，实际情况应该至少满足CD=35nm左右的才是主力制程光刻机，也就是普通人通常意义上理解的28nm光刻机。
我查阅了ASML光刻机的各个型号的参数，从理论上讲，NXT 1950的精度就可以试试看，咨询了河哥之后也确实得到了肯定的答案，国外FAB研发工程师们最早就是尝试使用1950进行28nm的工艺研发。
但是由于1950问题比较多，很快就被放弃，而且随着工艺演进，国外FAB的28量产主力光刻机变成NXT 1960B和NXT 1970C。
其中1970C最好用，但是国内情况不一样，国内当时28nm进度落后国外先进水平大约4-5年，等真的要上量的时候，1970已经没了，所以国内的28nm量产版本其实用的是NXT 1980D，这里仅做实际情况的说明。
实际上1980去做28nm工艺相当于大炮打蚊子，因为1980比1970贵好多，但是没办法，没有旧的大炮，只能上新的大炮。
因此结合实际情况，到这里我们可以做出一个结论：所谓的28nm光刻机实际应该特指NXT 1970Ci这个型号。
最后插入两个小故事，第一、是某位大佬说HKMG工艺是英特尔把全世界带到坑里，走了很多歪路，原因据说这个HK是铝。
第二，从上面的细节各位也可以看到，哪怕同一个公司，同一个工艺平台，不同版本的工艺，设计规则也是不同的。也就是说，如果今天有个芯片设计公司想要换掉原来的流片工艺，这等于后端设计和仿真工作几乎全部推倒重来，成本是非常高昂的，越是高端的换工艺成本就越高，IC设计的大公司有钱无所谓，小公司真的要好好思考一下，要不要换厂，要不要换工艺这个问题，不是说话就换的。
