0.6纳米！国产电子束光刻机来了，为何说还没打破EUV封锁？

健康生活 2025年08月20日 19:45 1 admin

国产光刻机又有新突破了。8月14日，杭州日报报道我国首台商业电子束光刻机“曦之”进入应用测试阶段，其精度达0.6纳米、线宽8纳米。

消息一出，不少人激动不已，纷纷猜测这是否意味着我国光刻机技术突破了封锁，甚至实现了领先。大家的心情可以理解，但事实可能与想象中有所不同。

因为这次的电子束光刻机，和我们常说的芯片制造中常用的EUV光刻机并非同一类设备。

要弄明白电子束光刻机是什么，得先从光刻机的基本工作说起。常见的光刻机，比如EUV光刻机，主要工作是曝光。

它会让极紫外光或者深紫外光穿过带有电路图案的掩模版，再通过一系列复杂镜头，把图案按比例缩小，精确投射到涂有光刻胶的晶圆上。

光线照射后，光刻胶的化学性质会发生改变，之后经过刻蚀等工序，图案就会变成芯片里数以亿计的微小晶体管，构成集成电路。

这类需要掩膜的光刻机，被称为掩膜光刻机，EUV光刻机是其中最先进的，我们常说的光刻机技术封锁，指的就是这类。

而这次浙大测试的电子束光刻机，和EUV光刻机不一样。如果把EUV光刻机比作在晶圆上进行雕版印刷，那电子束光刻机就像一位书法家，不需要模板，直接在晶圆上“书写”。它

的工作原理是这样的：顶部的电子枪发射出稳定的电子流，电子流经过复杂的电磁透镜——作用和光学光刻机的镜头类似，能把电子束聚焦成一个比光波波长还短得多的精细点。

之后，在计算机控制下，这支“电子画笔”像打印机喷墨头一样，在涂满电子胶的晶圆上逐点或逐行画出电路图案。电子束打到的地方，电子胶化学性质改变，完成后经过显影、刻蚀等工序，就能得到芯片。

电子束光刻机有不少优点。它能发出波长极短的高能电子束，在100kv能量下波长仅0.004纳米，远短于EUV光的13.5纳米，这意味着用它能制造出分辨率比EUV光刻机更高的芯片。而且，它不需要掩模板，对工作环境的要求也比EUV光刻机低。

但这并不代表国产光刻机就此领先了，因为电子束光刻机有个明显的缺点——效率低。从原理上就能看出，EUV光刻机像拿着雕版往上印，一次能印一大片；电子束光刻机则像拿着笔往上写，得一点一点来。

一支笔写得再快，也赶不上雕版印刷的速度，尤其是芯片上有几十上百亿个晶体管，两者速度差距更大。

有人可能会想，用一万支、十万支“笔”一起写行不行？这正是多电子束光刻技术的思路，通过控制成千上万束能独立运行的微小电子束，让它们像并行喷头阵列一样同时工作。

这个技术前景不错，但控制一束电子容易，同时控制几万束，成本和技术复杂度都会大幅上升。目前，这项技术更多还在实验室阶段，没有大范围商用。

虽然电子束光刻机在效率上比EUV光刻机差很多，但并不是所有场景都需要高产量。在一些特定情况下，它凭借独特优势能发挥重要作用。

比如EUV光刻机必不可少的掩模板，由于EUV自身波长的限制，没办法制作高精度掩模板，这时候就需要电子束光刻机来帮忙。

除此之外，在纳米技术、材料科学等前沿研究中制作原型器件，或者生产产量需求不大但精度要求极高的特种芯片、定制化芯片时，电子束光刻机都是必不可少的设备。这次新闻里就明确提到，“曦之”将用于量子芯片和新型半导体研发等环节。

其实，电子束光刻机和EUV光刻机不是竞争关系，更像是紧密相连的上下游。完整的芯片制作流程通常是：先由电子束光刻机生产小批量芯片做测试，合格后制作高精度掩模版，最后由EUV光刻机大批量生产。正因为电子束光刻机也是芯片制作的关键一步，所以美国及其盟友封锁的光刻机技术中，也包括它。

总的来说，“曦之”电子束光刻机的出现，确实是我国在光刻机技术上的一次重要突破，意义重大，但要说完全、彻底突破封锁，或者达到某些媒体吹嘘的领先程度，还不现实。高端芯片制造之路还很长，但路是一步步走出来的。

每一次像“曦之”这样扎实的技术进步，都比网络上的空谈更能让我们离目标越来越近。相信随着不断的积累和突破，我国在芯片制造领域终将实现更大的跨越。

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