在全球半导体产业竞争激烈的当下,极紫外(EUV)光刻机技术成为决定各国半导体发展水平的关键因素。一直以来,荷兰 ASML 公司凭借其先进的 EUV 光刻机技术占据着行业主导地位。然而,受美国贸易制裁影响,中国半导体企业在获取先进 EUV 设备的道路上困难重重,中芯国际和华为等企业深受其扰。
中芯国际作为中国半导体行业的领军企业,尽管曾传出成功生产 5nm 晶圆的消息,但由于只能依赖深紫外(DUV)设备,其 5nm 芯片量产面临成本高昂、良率低下的困境。而华为在芯片研发上也因无法获得先进的 EUV 光刻机,麒麟芯片的制程被限制在 7nm,难以突破。
在这样的艰难处境下,中国科研人员并未放弃,积极探索自主研发 EUV 光刻机的道路。据最新消息,令人振奋的突破即将到来 —— 中国国产 EUV 光刻机预计在 2025 年第三季度进入试生产阶段,并有望在 2026 年实现大规模量产。这一进展,无疑给中国半导体产业带来了新的希望。
中国国产 EUV 光刻机采用了独特的激光诱导放电等离子体(LDP)技术,这一技术与 ASML 的激光产生等离子体(LPP)技术存在显著差异。LDP 技术的原理是通过在电极之间蒸发锡,利用高压放电将其转化为等离子体,在电子与离子的碰撞过程中产生波长为 13.5nm 的 EUV 辐射,而这一波长恰好满足光刻市场的需求。
图:中国国产 EUV 光刻机迎来曙光:2025 年 Q3 试生产
相比之下,ASML 的 LPP 技术依赖高能量激光以及复杂的基于现场可编程门阵列(FPGA)的控制系统。中国的 LDP 技术优势明显,它简化了整体设计,使得设备的体积更小,同时大大降低了能源消耗和制造成本。这种技术上的创新,为中国国产 EUV 光刻机的发展奠定了坚实基础。
此前,中国半导体产业长期依赖 248nm 和 193nm 波长的早期光刻系统,这些技术与 EUV 的 13.5nm 辐射相比差距明显。中芯国际为了达到先进制程节点,不得不采用多重光刻步骤,这不仅让晶圆生产成本大幅增加,生产过程也变得极为耗时,成本的大幅提升使得 5nm 芯片难以在市场上获得竞争力。
如今,国产 EUV 光刻机的即将问世,对于中芯国际和华为而言意义非凡。中芯国际有望借此突破量产瓶颈,提升芯片制造的效率和良率,降低生产成本,从而在全球半导体市场中占据更有利的地位。华为也能够摆脱芯片制程的束缚,在高端芯片研发上迈出新的步伐,缩小与高通、苹果等国际科技巨头的差距。
中国国产 EUV 光刻机的试生产计划,不仅是中国半导体产业的重大突破,更是全球半导体格局重塑的重要契机。它预示着中国在半导体领域正逐步摆脱对国外技术的依赖,走向自主创新的发展道路。在未来,随着技术的不断成熟和完善,中国半导体产业有望在全球市场中展现出更强大的竞争力,为全球半导体产业的发展注入新的活力。