ASML:中方开始关闭EUV的大门

      2018年,ASML的一名高层管理人员曾极其傲慢地扬言:“即便把设计图纸给中国,他们也造不出光刻机。”然而,到了2025年3月25日,中国科学院宣布全固态深紫外(DUV)激光光源研发技术取得成功,此项技术直接契合3nm芯片工艺需求。这一成果不仅让ASML曾经的奚落沦为笑柄,还表明中国半导体产业正式向全球的技术垄断发起全面挑战。

      光刻机是全球芯片制造的关键,而光刻机的核心部分为光源。ASML公司的DUV光刻机运用氟化氙准分子激光技术,通过复杂的气体混合方法产生193nm波长的紫外光,然而该技术受到两万多项专利的约束,并且能耗大、维护繁杂。

      中科院的固态深紫外(DUV)光源开辟了新的路径:通过Yb:YAG晶体生成1030nm的红外激光,在经历谐波转换与光学参量放大之后,最终混合出193nm的激光。它不但体积变小了,而且能耗降低了70%,并且在不产生有毒气体的情况下,光谱纯度和ASML差不多。

      在环保节能的范畴内,不再需要像氟气这种危险的气体,这样一来,既能减少污染,又能减轻对供应链的依赖。

      3. 性能参照:光谱纯度跟ASML处在相同的水平,能够符合3nm工艺的需求。

      不过,其缺陷也是相当明显的:目前的输出功率才70mW(ASML能达到100 - 120瓦),频率为6kHz(ASML为8k - 9kHz),尚未满足量产的条件。但是,固态技术在工程优化上具备更大的潜能——在无需处理气体废料并且结构得到简化的情况下,功率提升方面的瓶颈或许能被更快地突破。

      三、就产业方面所受到的冲击而言:极紫外光刻技术(EUV)的垄断格局慢慢的出现动摇的态势,阿斯麦尔(ASML)陷入到一种两难的处境之中。

      中国半导体产业链若要达成自主化,这一技术方面的重大突破有着极为深刻的意义。

      DUV通过多次曝光的方式,能轻松实现7纳米甚至3纳米的工艺制程,这对于3纳米工艺的推进来说很有重要的意义。要是中国完成它的量产,EUV光刻机那种“无法替代”的地位将会被直接动摇。

      产业链形成闭环:国产光刻机的双工件台、物镜系统、光刻胶等配套技术均已发展成熟,光源方面取得的突破恰好补上了最后的短板。

      3. 成本上的长处:固态深紫外线(DUV)在维护与能耗方面的成本相对来说比较低,有可能凭借价格战对台积电、三星的3纳米市场产生冲击。

      ASML的反应显胁是切实存在的。据其2024年财报显示,在营收方面,中国大陆的贡献达到了36.1%(101.95亿欧元),不过ASML计划在2025年之后将其在中国市场的份额降至20%以下。

      同一时间,ASML在对待中国的政策上摇摆不定,其为稳固市场而对北京的维修中心予以升级,然而,在美国施加压力的情况下,它停止了部分设备的维修工作,还限制为华为供应5nm芯片技术。这种矛盾的做法将其对中国技术崛起的忧虑展现得十分彻底。

      固态DUV光源技术虽然已经迈出了很重要的一步,但距离量产仍存在两大难以跨越的障碍:

      工程化所面临的挑战为:功率与频率起码要提升两个数量级,而且要同国产光刻机的其他模块(例如物镜、对准系统)达成无缝连接。

      在全球竞争的压力面前,ASML正在加速对下一代高数值孔径(High - NA)极紫外光刻(EUV)技术展开研发工作,其旨在2030年实现440 - 600亿欧元的营业收入。

      振奋人心的是,中国技术路线运用的“迂回策略”已经初步有了成果。以日本佳能的纳米压印技术(NIL)为例,它成本不高,可缺陷率却偏高;而中国的激光驱动等离子体(LDP)技术,虽然在光源功率上较为落后,却具备绕开掩膜版的灵活性。若全固态DUV能率先在量产上实现突破,中国或许会变成全球上少有的同时掌握DUV和LDP这两条技术路线的国家。

      ASML的创始人曾宣称:“光刻机是物理学与资本相互融合的成果,两者不可或缺。”而中国正依靠制中的研发投入以及自身的市场规模来改变这种局面。从“即便有图纸也不能制造”慢慢地发展为“开拓新的途径”,中国芯片的绝地反击印证了“封锁越严实,突破越迅猛”这一历史规律,如今就连ASML都感叹:中国开始对EUV(极紫外光刻技术)紧闭大门了。

      当然,我们并不提倡不加思考地进行赞扬。这场“芯战”离结束还很漫长,截至目前,ASML的EUV在5纳米以下工艺上仍然处于霸主地位,国产DUV的突破仅仅是第一步。今后,中国务必要加快技术的更新速度,构建在全球供应链中的发言权,同时在国际标准的制定进程中谋求席位。

      你们认为中国的芯片技术还需要多久才能与国际巨头达到相同水平呢?是全固态深紫外光刻(DUV)率先实现量产,还是激光显示投影(LDP)可以在一定程度上完成反超并取得优势呢?希望我们大家在评论区分享自己的观点,一同见证“中国芯”冲破困境之时!

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