华中大团队成功研发我国首款计算光刻EDA软件

近日，华中科技大学机械学院刘世元教授团队成功研发出我国首款完全自主可控的OPC软件，并已在相关企业实现成果转化和产业化，填补了国内空白。

光刻成像原理图

“OPC是芯片设计工具EDA工业软件的一种，没有这种软件，即使有光刻机，也造不出芯片。从基础研究到产业化应用，我们团队整整走了十年。十年磨一剑，就是要解决芯片从设计到制造的卡脖子问题。”

据刘世元介绍，光刻是芯片制造中最为关键的一种工艺，就是通过光刻成像系统，将设计好的图形转移到硅片上。随着芯片尺寸不断缩小，硅片上的曝光图形会产生畸变。在90nm甚至180nm以下芯片的光刻制造前，都必须采用一类名为OPC（光学临近校正）的算法软件进行优化。没有OPC，所有IC制造厂商将失去将芯片设计转化为芯片产品的能力。

计算光刻OPC原理图

目前，全球OPC工具软件市场完全由Synopsys、Mentor、ASML-Brion等三家美国公司占领。

刘世元是华中科技大学集成电路测量装备研究中心、光谷实验室集成电路测量检测技术创新中心主任。他早年师从原华中理工大学校长、著名机械学家杨叔子院士，于1998年获工学博士学位。

2002年，刘世元在学院派遣下，作为最早的几个技术骨干之一，加盟上海微电子装备有限公司（SMEE），承担国家863重大专项——“100nm光刻机”研制任务，为总体组成员、控制学科负责人。通过3年多的奋斗，他组建了SMEE第一个控制工程实验室，解决了扫描投影光刻机中掩模台、工件台、曝光剂量等同步控制的技术难题。

“20年前我参与国家重大专项100nm光刻机的研制，回到学校后，我就一直在从事计算光刻方面的研究工作，坚持做基础的研究，做关键技术的攻关。”2005年，从上海回到学校之后，刘世元在摸索中逐渐找准了自己的学术定位：面向IC制造需求，立足先进光刻与纳米测量基础理论及学术前沿开展研究。2010年初，他明确选定了两个主攻研究方向：面向IC纳米制造的计算光刻与计算测量。十多年来，他和团队在该领域的基础理论与技术创新上做了许多工作，相继获得国内外学术界和产业界同行的重视和认可。

“2013年，我第一次赴日本京都参加第6届国际光谱椭偏学大会，当时还只能当听众。到了2016年，在德国柏林召开的第7届国际光谱椭偏学大会上，我应邀做了大会主题报告，成为该学术会议创办23年来第一位做大会主题报告的华人学者。”刘世元回忆道。如今，刘世元专注集成电路计算光刻的基础研究已有20余年。刘世元团队坚持最底层的代码一行行敲、最基础的公式一个个算，终于打造出自主可控的OPC软件算法。