今天要和大家分享的这篇文章，来自专业的半导体行业资讯平台。文章作者是有着丰富经验的技术编辑，长期扎根于半导体领域，凭借深厚的专业知识和丰富的行业经验，持续追踪行业前沿动态。凭借敏锐的洞察力和精准的分析能力，团队在半导体制造技术、市场趋势等方面见解独到，为行业发展提供了诸多极具价值的观点与建议。文章围绕极紫外光刻（EUV）技术在半导体制造领域的发展现状、面临的挑战以及未来趋势展开深度剖析，对整个半导体行业而言，极具参考价值。以下是文章核心内容介绍：
当下，人工智能的飞速发展引发了 AI 芯片需求的指数级增长。这种增长态势促使先进制程芯片的需求也水涨船高，而这些先进芯片的制造，高度依赖 EUV 光刻技术。目前，全球仅台积电、三星、英特尔、SK 海力士和镁光这五家半导体制造商实现了 EUV 的大规模生产。尽管日本的 Rapidus 已安装 ASML 的 EUV 扫描仪，计划于 2027 年开启大规模生产，但短期内仍难以缓解供需紧张的局面。据预测，未来 5 - 7 年 AI 芯片市场规模至少增长 10 倍，像台积电 2nm 工艺订单已排到 2026 年，EUV 产能不足的问题愈发凸显，ASML 的订单积压严重，供需矛盾亟待解决。
在技术发展方面，EUV 面临着诸多亟待突破的瓶颈。设备层面，其高昂的成本和复杂的工艺成为众多厂商难以逾越的障碍。为解决这一问题，政府支持的研究中心，如比利时的 imec 和美国的 EUV Accelerator，联合企业加大研发投入，致力于提升掩模技术、优化工艺控制以及改进光刻胶化学性能。同时，混合光刻（EUV 用于关键层，其他光刻技术处理非关键层）、多重图案化（如双图案化、四图案化）等策略被广泛采用，在降低成本的同时，也让深紫外光刻（DUV）在一些场景下得以继续发挥作用。部分企业还在探索纳米压印光刻（NIL）和自组装图案化技术，为特定层的制造提供新的可能。
掩模和光刻胶是 EUV 技术中的关键环节，但也存在诸多难题。与传统 DUV 光刻使用的透射式掩模不同，EUV 掩模为反射式，微小的缺陷就可能导致图案化失败，极大地影响生产良率。科研人员通过改进多光束掩模写入器、研发高透明保护膜技术以及追求无缺陷掩模基板等方式来应对，尽管取得了一定进展，如多光束电子束掩模写入技术提高了掩模制作效率和精度，新型碳基保护膜改善了热稳定性和透射率，但掩模成本依旧居高不下。
图：EUV 光刻技术，半导体制造的未来之光还是荆棘之路？
光刻胶材料同样是实现 EUV 光刻高良率和工艺稳定性的关键挑战。几十年来，化学放大光刻胶（CARs）一直是行业标准，但在先进制程节点，酸扩散和随机缺陷问题使其难以满足下一代半导体制造的严格要求。目前，行业正在积极探索替代方案，金属氧化物光刻胶（MORs）在 EUV 波长下具有强吸收和低厚度下高对比度的优势，不过其对工艺条件敏感、剂量要求高的问题限制了应用；多触发光刻胶（MTR）使用更小的分子，能实现更小的特征尺寸和更高的分辨率，但也存在工艺兼容性等需要持续改进的地方。此外，光刻胶的缺陷问题直接影响 EUV 在大规模生产中的可行性，降低缺陷率成为研究重点，而随着底层厚度不断缩小，对光刻胶的分子级控制要求愈发严格。
值得欣喜的是，AI 和机器学习技术为 EUV 的发展带来了新的机遇。像 Tignis 和 Synopsys 等公司开发的 AI 驱动计量工具，能够实时分析工艺变化，动态调整扫描仪参数，如曝光剂量、对准公差和光刻胶烘烤条件等，有效减少生产差异。机器学习模型还能通过对大量晶圆数据的学习，提前识别随机缺陷趋势并提出纠正措施，不仅加快了 EUV 的开发周期，还提升了生产效率和产品质量。
在 EUV 光刻技术的成本构成中，光源是重要因素之一。EUV 光刻依赖高能量激光源产生 13.5nm 的极紫外光，但现有光源效率极低，大量能量在到达晶圆前就已损耗。ASML 最新一代扫描仪每系统功耗高达几百千瓦，运营成本巨大。为解决这一问题，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）正在研发二极管泵浦固态激光器（DPSSLs），相较于传统 CO₂激光器，其电能效率更高、功耗更低，有望降低每片晶圆的生产成本；冲绳科学技术大学院大学（OIST）则专注于优化扫描仪内部的光子利用，通过改进反射镜涂层和减少光学像差，提高到达晶圆的光量，进而提升工具效率和缩短曝光时间。
从应用拓展的角度来看，为推动 EUV 技术在更多半导体厂商中的应用，创新商业模式和基础设施策略至关重要。一方面，imec 和 EUV Accelerator 等研究中心的共享 EUV 基础设施，为无晶圆厂和小型代工厂提供了接触和使用 EUV 技术的机会；另一方面，借鉴小芯片策略，专注于生产 I/O 芯片和存储芯片等特定类型小芯片的代工厂模式，有望降低 EUV 技术的应用门槛，让更多厂商受益。
EUV 光刻技术在半导体制造领域意义重大，其未来发展既充满机遇，也面临诸多挑战。半导体行业需在光刻胶材料、工艺控制、光源技术等多个关键领域取得突破，同时积极探索新的商业模式和制造模式，才能充分释放 EUV 技术的潜力，推动半导体制造行业迈向新的发展阶段。
