近日，華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院劉世元教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出我國首款完全自主可控的OPC軟件，并已在相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

光刻成像原理圖

“OPC是芯片設(shè)計工具EDA工業(yè)軟件的一種，沒有這種軟件，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)計到制造的卡脖子問題?！?/p>

據(jù)劉世元介紹，光刻是芯片制造中最為關(guān)鍵的一種工藝，就是通過光刻成像系統(tǒng)，將設(shè)計好的圖形轉(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。沒有OPC，所有IC制造廠商將失去將芯片設(shè)計轉(zhuǎn)化為芯片產(chǎn)品的能力。

計算光刻OPC原理圖

目前，全球OPC工具軟件市場完全由Synopsys、Mentor、ASML-Brion等三家美國公司占領(lǐng)。

劉世元是華中科技大學(xué)集成電路測量裝備研究中心、光谷實(shí)驗(yàn)室集成電路測量檢測技術(shù)創(chuàng)新中心主任。他早年師從原華中理工大學(xué)校長、著名機(jī)械學(xué)家楊叔子院士，于1998年獲工學(xué)博士學(xué)位。

2002年，劉世元在學(xué)院派遣下，作為最早的幾個技術(shù)骨干之一，加盟上海微電子裝備有限公司（SMEE），承擔(dān)國家863重大專項(xiàng)——“100nm光刻機(jī)”研制任務(wù)，為總體組成員、控制學(xué)科負(fù)責(zé)人。通過3年多的奮斗，他組建了SMEE第一個控制工程實(shí)驗(yàn)室，解決了掃描投影光刻機(jī)中掩模臺、工件臺、曝光劑量等同步控制的技術(shù)難題。

“20年前我參與國家重大專項(xiàng)100nm光刻機(jī)的研制，回到學(xué)校后，我就一直在從事計算光刻方面的研究工作，堅持做基礎(chǔ)的研究，做關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。”2005年，從上?；氐綄W(xué)校之后，劉世元在摸索中逐漸找準(zhǔn)了自己的學(xué)術(shù)定位：面向IC制造需求，立足先進(jìn)光刻與納米測量基礎(chǔ)理論及學(xué)術(shù)前沿開展研究。2010年初，他明確選定了兩個主攻研究方向：面向IC納米制造的計算光刻與計算測量。十多年來，他和團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與技術(shù)創(chuàng)新上做了許多工作，相繼獲得國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界同行的重視和認(rèn)可。

“2013年，我第一次赴日本京都參加第6屆國際光譜橢偏學(xué)大會，當(dāng)時還只能當(dāng)聽眾。到了2016年，在德國柏林召開的第7屆國際光譜橢偏學(xué)大會上，我應(yīng)邀做了大會主題報告，成為該學(xué)術(shù)會議創(chuàng)辦23年來第一位做大會主題報告的華人學(xué)者。”劉世元回憶道。如今，劉世元專注集成電路計算光刻的基礎(chǔ)研究已有20余年。劉世元團(tuán)隊(duì)堅持最底層的代碼一行行敲、最基礎(chǔ)的公式一個個算，終于打造出自主可控的OPC軟件算法。

劉世元表示，希望自己的研究成果能夠最終轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，為國家和社會發(fā)展作貢獻(xiàn)。今后，他將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)和他所創(chuàng)立的宇微光學(xué)軟件有限公司加快產(chǎn)品推廣步伐，加快進(jìn)入國內(nèi)外芯片制造廠商市場，力爭成為全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。

審核編輯 ：李倩