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中国光刻机多路线发起围攻,台媒:中国EUV万事俱备只欠东风

热门资讯 2025年08月24日 08:28 1 admin

“即便公开图纸,中国也造不出EUV光刻机。”三年前ASML公司CEO这句话如一根利刺,深深刺痛了中国技术人员的心。但让ASML没想到的是,中国光刻机现在形成了三条路线。

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在半导体领域中,荷兰ASML是全球芯片光刻技术的领导者,最先进的EUV光刻机,只有它一家能够生产,独家垄断了100%市场份额,要造7nm及以下芯片制造,都离不开它的EUV。

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即便在DUV光刻机领域,ASML的ArFi和ArF这两类光刻机的市场占比分别达到了96.99%和80%。可以说,ASML基本垄断EUV与中高端DUV市场。

我们知道,美方为限制中国芯片产业发展,2019年开始就禁止了EUV光刻机对中国出货,但放行了浸润式DUV光刻机,后来,部分最先进的浸润式DUV系统也遭受了限制。

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7nm 如果采用DUV光刻机,技术上没有问题,大规模生产要考虑配套的材料和良率,材料也是可以攻克的,同样也是良率和磨合的问题,而相比较数字电路良率,模拟电路的良率是瓶颈,尤其是高速IO,对于整芯片,只要有一个模块良率低,整体良率就被拉下来了。

因此,为提升良率,我们自主研发全新路线的光刻机以及突破EUV光刻机都是需要做的。

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近日消息传来,我国的三条路线都已经开始突围。

首先是纳米压印光刻技术路线。这方面技术过去一直是日本佳能领先,其最先进的纳米压印光刻设备线宽已达14nm,对应传统5nm制程。不过,这个纪录被中企打破。

近日,国内企业璞璘科技自主设计研发的首台PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备已经交付给国内特色工艺客户产线使用,这台纳米压印设备,线宽<10nm ,能够用于储存芯片、硅基微显、硅光及先进封装等领域,这台设备,已经是量产的设备,不是PPT了。

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其次是电子束光刻技术路线。近日,浙江大学研发团队推出我国首台国产商业电子束光刻机,命名为“羲之”, 精度0.6nm,线宽8nm,用电子束在芯片上刻写电路。

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这个也不是PPT,而是有了成品机,并已经进入应用测试。

不过,纳米压印和电子束这两种都有缺点,单从精度看,纳米压印已接近 EUV 光刻机,但替代传统光刻技术仍面临挑战,虽然纳米压印的成本与能耗更低,技术壁垒低,但是劣势在于缺陷率较高,对其精度不足,生产效率与兼容性有限——ASML的EUV光刻机每小时可处理175-220片晶片,纳米压印设备不足100片。

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尽管存在局限,纳米压印在特定领域已实现应用,如存储芯片、光学零件、LED等,这些领域对对齐精度要求较低,更看重成本与效率,其优势可充分发挥。

而电子束光刻主要用于量子芯片和高端芯片研发,电子束光刻机的优势是精度非常高,能够灵活修改设计无需掩膜版,缺点是效率不高,羲之1小时最多刻1片晶圆,EUV1小时能刻100片,不适合大规模芯片量产。总的来说,我们还要继续努力,突破国产EUV光刻机。

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EUV突围,哈工大扛大旗

这就要回到传统光刻技术路线。去年曝光的氟化氩光刻机,193nm,套刻精度小于等于8nm,属于DUV范畴,传统光刻机路线是从i-line到KrF到干式ArF,到浸润式ArFi,再到EUV。上海微电子做出的是ArF光刻机,接下来是浸润式DUV,然后才到EUV,所以差距还很大。尽管如此,浸润式DUV也不远了。

当然了,上海微电子不是孤军奋战,国内相关产业链都在努力攻坚相关技术,对于EUV光刻机来说,光源技术是核心。2022年,哈工大科研团队成功点亮了DPP(放电等离子体)光源样机,一年后,原型机的研发顺利完成,2024年上半年,关键测试已经获得通过,半导体行业为之震动。

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哈工大突破的光源技术波长是13.5纳米,美国Cymer公司使用的是传统的LPP技术,而哈工大使用是的则是DPP技术,也就是放电等离子体极紫外光刻光源,与荷兰采用透镜技术获得极紫光不同,哈工大是通过粒子加速辐射取得了极紫光,这一创新性的方法展示了中国在光刻机领域的弯道超车能力与进化速度,其效率更高,难度更大,但精准度更高!

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因此,虽然EUV光刻机的研发之路仍长,但哈工大的突破,无疑为中国半导体产业注入了强大的信心。

对此,有外媒直接评价道,ASML快要坐不住了!大陆是ASML重要出货市场,如今3种路线开始围攻,并且已取得突破进展,一旦突破EUV,芯片战就结束了,而且中芯国际也有望在市值上追平台积电。

而芯片不止只有光刻机一个赛道。

我们知道,在半导体产业,是低nm芯片在推动产品的换代,台积电通过EUV光刻机将芯片工艺提高得太快,过去虽然供求矛盾并不突出,但随着半导体制程接近物理极限,先进封装技术成为延续摩尔定律的重要路径。通过2.5D/3D堆叠、异构集成等方式,将两块甚至多块芯片通过封装一体化,能解决很多意想不到的问题。这次由于大陆得不到EUV,只好分出部分力量回过头来搞封装,一不小心,又成功了。

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“当前火热的AI芯片都需要最先进的晶圆制造技术和最先进的封装技术的。未来封装技术的重要性恐怕都要超过晶圆制造技术的重要性。”长江存储董事长陈南翔此前表示。

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当然,我们既要看到我们在光刻机领域取得的重大突破,也要理性看到,国内选择多条光刻机研发路线去突破,本质说明了光刻机尤其是EUV研发之难。

在多年前,南开大学致知书院院长刘亚东的一个采访中,他谈到国产光刻机与国外的差距还有20年,彼时国内28nm芯片可以制造,14nm有的可以造,有的不可以,良率也比较低,无论是28nm还是14nm,在制造过程中,我们大概是使用了80%左右的国外设备。

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但在今天,根据台湾资深芯片专家的表述是,中国突破EUV光刻机时机已经成熟,台积电芯片制造设备,力机电、联电所拥有的矽片制造、日月光所做的封装测试,这三个大类以及众多小类,中国门类已经齐全,产业链很多公司都已经做的不错,万事俱备,只欠东风。

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如今,在EUV光刻机的光源技术上,哈工大与国仪超精密集团共建的11亿元产线已试运行,稳定输出的30瓦功率,虽然与ASML的商用标准尚有差距,但已足够支撑原型机通过关键测试。除了哈工大,清华大学薛其坤团队探索的稳态微聚束(SSMB)光源,也有望为光刻机提供更高功率的光源,展现出颠覆性的潜力。

这些看似分散的技术突破,其实为中国半导体产业突围构建了“组合拳”,互相支撑形成了中国半导体产业突围的强大力量。

美西方的封锁,未能扼杀中国的技术雄心,反而成为其加速自主创新的催化剂,每一次围堵都激发了更强大的突破。它宣告了一个事实:在科技自主的道路上,封锁只会让追赶者更加坚定。我们相信,在教、研、企的紧密合作下,中国EUV光刻机突围,或已越来越近,正如台媒所说,万事俱备只欠东风,我们拭目以待。

作者:王新喜 TMT资深评论人 本文未经许可谢绝转载

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