功能型光刻胶助力高集成度有机芯片制造

在“信息爆炸”的当代，信息技术全面融入生活，手机、电脑、智能家居等电子设备的高效运作离不开电子芯片。电子芯片的集成度，作为其性能的核心标志，正随着科技进步不断攀升。从20世纪60年代每颗芯片仅能集成几十个电子元件，到如今极紫外光刻胶等创新材料推动硅基芯片进入3纳米时代，每颗芯片可包含约数十亿个电子元件，密度惊人，不仅强化了运算能力，更深刻重塑了我们的生活方式。 

研发有机芯片的机遇与挑战 

传统芯片受限于硅基半导体的脆硬性，难以适应现代科技对柔性、折叠及伸缩性的场景需求。相比之下，有机半导体以其柔软性、优越的生物相容性及成本效益，在柔性电子领域如柔性显示器、可穿戴设备、人工假肢、仿生机器人等领域展现出巨大潜力，成为推动柔性电子和生物电子产业革新的关键。然而，无法制造高集成度的有机芯片是一直以来困扰有机芯片产业发展的难题。有机半导体的分子结构在复杂制造过程中极易受损，难以像硅基半导体那样保持稳定，导致传统方法难以实现高密度集成。尽管喷墨打印、丝网印刷等创新工艺被开发出来，但它们所制造的有机芯片集成密度仍停留在每平方厘米数十个单元的低水平，性能可靠性与均一性亦因物理效应限制而在提升集成度时受损，这极大地限制了其商业化应用的前景。因此，研发可靠且高精度的有机芯片加工工艺，以克服集成制造中的瓶颈，成为当前有机芯片产业亟待解决的核心问题。 

功能型光刻胶——高集成有机芯片的关键材料 

克服有机芯片的高集成度制造难题，我们需借鉴硅基芯片制造行业经验。若能成功将硅基芯片的加工工艺可靠地运用于制造有机芯片，就能突破当前有机芯片的集成度瓶颈，实现与硅基芯片相当的集成度。硅基芯片集成度的快速提高，得益于光刻技术的快速发展。光刻技术的原理类似于照相把照片的图案印在胶片上，而光刻是将电子线路形状的光照射在涂有特殊光敏材料（光刻胶）的基板上，形成特定图案，进而在芯片上制造高度集成的电路。然而，作为光刻技术核心材料的光刻胶，在加工过程中使用的溶剂与高温会严重破坏有机半导体的结构，导致有机芯片无法像硅基芯片一样进行光刻加工。 

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