看到本壇粉紅貼出中共偽政權搞成EUV(極紫外)光刻係統的傳言,我搜索了一下新聞。
這裏有兩篇。
光刻係統:中國據稱製造 EUV 機器 |Heise 在線
光刻係統:據稱中國製造 EUV 機器
光刻係統:據稱中國製造 EUV 機器
中國最早將於 2026 年大規模生產複雜的 EUV 係統。然而,這似乎並不是特別現實。
3 分 閱讀
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基於 Tiktok 和 X,一張帶有粗體字樣EUV的中國機器的圖片正在流傳。許多人由此得出結論,中國可能很快就會使用高度複雜的極紫外 (EUV) 光刻技術生產芯片。
這對該國來說將是一個巨大的成功,因為到目前為止,隻有荷蘭的 ASML 大規模生產了 EUV 光刻係統。但是,由於出口限製,ASML 不允許將這些出售給中芯國際等中國芯片製造商。當前的 EUV 光刻係統暴露了波長為 13.5 納米的芯片結構。它們是最現代生產流程所必需的。
Zephyr@zephyr_z9
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中國最大的芯片合同製造商中芯國際目前主要為華為生產 7 納米結構的芯片。如果沒有 EUV 光刻係統,製造商必須依賴具有深紫外波長(DUV,193 nm 波長)的多重圖形化。結構越精細,需要的曝光通道就越多,這會增加錯誤率。即使是 7 納米工藝也隻有在補貼下才在經濟上可行。
EUV 一詞沒有明確的定義。其他波長也屬於此光譜範圍,例如發射 46.9 nm 輻射的氬等離子體激光源。FZ Jlich 正在研究如何將這種輻射用於EUV 幹涉光刻。
據報道,中國計劃在 2025 年夏季開始 EUV 機器的試生產,並於 2026 年開始批量生產。然而,目前還沒有可靠的消息來源表明,中芯國際或其他公司在不久的將來將能夠使用EUV技術製造芯片。
他們指出,國內公司可以使用 DUV 光刻技術製造 65 nm 工藝的係統,具有 8 nm 的疊加。Overlay 通常是指晶圓的對準精度。
(綜合)
中國投資 370 億歐元開發國產 EUV 光刻係統 - Power Electronics News
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中國最大的芯片合同製造商中芯國際目前主要為華為生產 7 納米結構的芯片。如果沒有 EUV 光刻係統,製造商必須依賴具有深紫外波長(DUV,193 nm 波長)的多重圖形化。結構越精細,需要的曝光通道就越多,這會增加錯誤率。即使是 7 納米工藝也隻有在補貼下才在經濟上可行。
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同時,這台來自中國的機器還標有額外的字符,穀歌將其翻譯為EUV 光刻鏡頭對準 [和] 幹涉儀。據此,它是一種用於對準並可能測試現代矽晶片的設備。但是,它與用於曝光芯片的光刻係統無關,而是生產的配套機器。這也解釋了為什麽該盒子看起來隻有 ASML EUV 光刻係統的一半左右。EUV 一詞沒有明確的定義。其他波長也屬於此光譜範圍,例如發射 46.9 nm 輻射的氬等離子體激光源。FZ Jlich 正在研究如何將這種輻射用於EUV 幹涉光刻。
ASML 的 EUV 照排機 Twinscan NXE:3400 從內部看。激光發射等離子體液滴以產生波長為 13.5 納米的光。
(圖片:ASML)謹防有關中國芯片生產的報道
與此同時,自 2024 年以來,有關中國半導體行業的錯誤信息一直在積累。例如,去年秋天,有猜測稱中國已經為高達 8 納米的生產工藝開發了自己的 DUV 係統。這方麵的來源是中國政府文件,這些文件可能被翻譯錯誤。他們指出,國內公司可以使用 DUV 光刻技術製造 65 nm 工藝的係統,具有 8 nm 的疊加。Overlay 通常是指晶圓的對準精度。
(綜合)
中國投資 370 億歐元開發國產 EUV 光刻係統 - Power Electronics News
中國投資 370 億歐元開發國產 EUV 光刻係統
EUV(極紫外)光刻係統在半導體製造中發揮著至關重要的作用,有助於製造更小、更強大、更節能的芯片。
EUV(極紫外)光刻係統對於製造創新半導體至關重要,能夠生產更小、更強大和更節能的芯片。EUV 使用 13.5 nm 波長的光在半導體晶片上形成極精細的特征圖案化,對於提供 5 nm、3 nm 及更高波長的節點至關重要。
ASML是一家荷蘭公司,是唯一一家 EUV 係統製造商,這使得它們對世界半導體生產至關重要。這些機器的使用受到嚴格限製,出口限製會影響政治和經濟影響力。
在美國的壓力下,ASML 自 2019 年以來一直被禁止向中國出售其先進設備。最近,荷蘭進一步收緊了這些限製,有效地阻止了中國獲得基本零部件。
本文將探討中國投資370 億歐元開發國產 EUV 光刻係統的大膽半導體計劃,以及它對 ASML 市場領導地位可能構成的威脅。
該過程從產生 EUV 光開始,這是通過使用高功率激光瞄準微小的錫滴來實現的。強烈的能量將錫轉化為等離子體,等離子體發射所需的 13.5 nm 波長光。由於 EUV 光很容易被空氣和傳統材料吸收,因此整個過程發生在真空中,需要專門的光學元件來引導光線。
這些光學元件依賴於塗有鉬和矽交替層的反射鏡,旨在通過相長幹涉反射 EUV 光。鏡子必須拋光至近乎完美的光滑度,因為小至納米的缺陷可能會破壞芯片製造所需的精度。
同樣重要的是光刻膠,即應用於矽晶片的光敏材料。這些光刻膠必須經過微調以對 EUV 的短波長做出反應,平衡靈敏度和分辨率以最大限度地減少缺陷。光刻膠化學的創新對於提高 EUV 的實用性至關重要。
圖 1 顯示了 ASML 的 TWINSCAN NXE 設備內部從 EUV 光源(右下)到半導體晶片(中下)的完整光路。
EUV 光刻技術允許生產更小、更快、更節能的芯片,為人工智能 (AI)、5G 網絡、高性能計算和自主係統等創新應用提供動力。TSMC、Samsung 和 Intel 等行業領導者使用 EUV 係統(由 ASML 獨家生產)來保持其競爭優勢。
相比之下,EUV 在更短的 13.5 nm 波長下工作,從而可以在單次曝光中對 7 nm 以下的特征進行圖案化,包括 5 nm 和 3 nm 節點。這消除了對複雜多重圖形的需求。
在應用方麵,DUV 在大約 180 nm 到 7 nm 的節點中占據主導地位,並廣泛用於生產 DRAM 和 NAND 等存儲芯片,以及不太先進的邏輯芯片。然而,EUV 對於幾納米的高級邏輯節點至關重要,尤其是在高性能 CPU 和 GPU 中。雖然 EUV 用於關鍵層,例如金屬層,但某些層仍然依賴 DUV 來提高成本效益。
學術界也加入了這場競賽。哈爾濱工業大學最近提出了一種不同於西方方法的產生 EUV 光的替代方法。該研究所的項目由趙永鵬教授領導,專注於中心波長為 13.5 納米的放電誘導等離子體 EUV 源。
ASML 的 EUV 光源采用激光產生等離子體 (LPP) 技術,其中高能激光撞擊液態錫滴以產生等離子體。這個過程依賴於先進的激光組件和基於 FPGA 的複雜控製,關鍵技術曆來由外國公司主導。
相比之下,Zhao 的團隊采用了激光誘導放電等離子體 (LDP) 方法。在這種方法中,激光蒸發少量錫,在兩個電極之間形成雲。然後在電極上施加高壓,使錫雲通電並將其轉化為等離子體。由此產生的電子和高價錫離子之間的相互作用會產生 EUV 光。
根據該研究所的網站,這種方法擁有高能量轉換效率、低成本、緊湊的尺寸和相對較低的技術複雜性。然而,優化放電脈衝時序和輸出功率仍然是一個重大挑戰。
中國的其他研究小組也在從不同角度探索 EUV 技術。上海光學精密機械研究所與清華大學共同領導了SSMB-EUV 項目,這是一項旨在開發用於光刻的替代 EUV 光源的大規模國家計劃。
此外,研究工作繼續專注於提高能源效率,最近的突破有望在這一領域取得重大進展。衝繩科學技術大學 (OIST)的 Tsumoru Shintake 教授提出了一種可以將能耗降低 90% 的 EUV 技術。ASML 也引入了重大升級,以提高其係統的效率和生產力。
OIST 的 EUV 光刻設計可在更小的 EUV 光源下運行,從而顯著降低成本,同時大大提高機器的可靠性和使用壽命。此外,它消耗的功率不到傳統 EUV 光刻係統的十分之一,有助於實現更環保的半導體行業。
這一突破是通過克服曾經被認為無法克服的兩個挑戰實現的(圖 2)。首先是開發一種僅使用兩個鏡子的創新光學投影係統。第二種是一種新穎的方法,可以有效地將 EUV 光引導到平麵鏡(光掩模)上的邏輯圖案上,而不會阻礙光路。
圖 2:OIST 提出的光刻技術方案(來源:衝繩科學技術大學)
ASML是一家荷蘭公司,是唯一一家 EUV 係統製造商,這使得它們對世界半導體生產至關重要。這些機器的使用受到嚴格限製,出口限製會影響政治和經濟影響力。
本文將探討中國投資370 億歐元開發國產 EUV 光刻係統的大膽半導體計劃,以及它對 ASML 市場領導地位可能構成的威脅。
ASML 對 EUV 技術的壟斷
由 ASML 開創的 EUV 光刻技術是唯一能夠達到下一代半導體製造所需精度的技術。這種能力對於維持半導體行業遵循摩爾定律的能力至關重要,摩爾定律是幾十年來大約每兩年將芯片上的晶體管數量翻倍的趨勢。該過程從產生 EUV 光開始,這是通過使用高功率激光瞄準微小的錫滴來實現的。強烈的能量將錫轉化為等離子體,等離子體發射所需的 13.5 nm 波長光。由於 EUV 光很容易被空氣和傳統材料吸收,因此整個過程發生在真空中,需要專門的光學元件來引導光線。
這些光學元件依賴於塗有鉬和矽交替層的反射鏡,旨在通過相長幹涉反射 EUV 光。鏡子必須拋光至近乎完美的光滑度,因為小至納米的缺陷可能會破壞芯片製造所需的精度。
同樣重要的是光刻膠,即應用於矽晶片的光敏材料。這些光刻膠必須經過微調以對 EUV 的短波長做出反應,平衡靈敏度和分辨率以最大限度地減少缺陷。光刻膠化學的創新對於提高 EUV 的實用性至關重要。
圖 1 顯示了 ASML 的 TWINSCAN NXE 設備內部從 EUV 光源(右下)到半導體晶片(中下)的完整光路。
EUV 光刻技術允許生產更小、更快、更節能的芯片,為人工智能 (AI)、5G 網絡、高性能計算和自主係統等創新應用提供動力。TSMC、Samsung 和 Intel 等行業領導者使用 EUV 係統(由 ASML 獨家生產)來保持其競爭優勢。
EUV 與 DUV
如果沒有 EUV,就不可能使用較舊的深紫外 (DUV) 光刻方法將晶體管縮放到電流密度。DUV 和 EUV 光刻技術在波長和分辨率上存在顯著差異。DUV 在更長的波長下工作,通常使用 KrF 激光器為 248 nm,使用 ArF 激光器為 193 nm。先進的技術,如浸沒式光刻技術(使用水來提高分辨率)和多重圖案化(多次曝光可實現更精細的特征),使 DUV 能夠處理低至約 7 nm 的節點。相比之下,EUV 在更短的 13.5 nm 波長下工作,從而可以在單次曝光中對 7 nm 以下的特征進行圖案化,包括 5 nm 和 3 nm 節點。這消除了對複雜多重圖形的需求。
在應用方麵,DUV 在大約 180 nm 到 7 nm 的節點中占據主導地位,並廣泛用於生產 DRAM 和 NAND 等存儲芯片,以及不太先進的邏輯芯片。然而,EUV 對於幾納米的高級邏輯節點至關重要,尤其是在高性能 CPU 和 GPU 中。雖然 EUV 用於關鍵層,例如金屬層,但某些層仍然依賴 DUV 來提高成本效益。
高 NA EUV
ASML 進一步擴展了 EUV 光刻技術的能力,開發了高數值孔徑 (NA) 技術,也稱為EXE。在高數值孔徑光刻係統中,數值孔徑(衡量光學係統收集和聚焦光的能力的指標)從 0.33 增加到 0.55。這將臨界尺寸或係統可以打印的最小特征減少了 1.7 倍,並將芯片上的晶體管密度提高了 2.9 倍。中國 EUV 發展的主要參與者
以華為為首,許多中國公司正在努力實現這一雄心勃勃的目標,華為於 2022 年為一種新型 EUV 光源申請了專利。另一家主要參與者,中國領先的光刻設備製造商 SMEE(上海微電子設備)提交了 2023年專利,名為極紫外輻射發生器和光刻設備。學術界也加入了這場競賽。哈爾濱工業大學最近提出了一種不同於西方方法的產生 EUV 光的替代方法。該研究所的項目由趙永鵬教授領導,專注於中心波長為 13.5 納米的放電誘導等離子體 EUV 源。
ASML 的 EUV 光源采用激光產生等離子體 (LPP) 技術,其中高能激光撞擊液態錫滴以產生等離子體。這個過程依賴於先進的激光組件和基於 FPGA 的複雜控製,關鍵技術曆來由外國公司主導。
相比之下,Zhao 的團隊采用了激光誘導放電等離子體 (LDP) 方法。在這種方法中,激光蒸發少量錫,在兩個電極之間形成雲。然後在電極上施加高壓,使錫雲通電並將其轉化為等離子體。由此產生的電子和高價錫離子之間的相互作用會產生 EUV 光。
根據該研究所的網站,這種方法擁有高能量轉換效率、低成本、緊湊的尺寸和相對較低的技術複雜性。然而,優化放電脈衝時序和輸出功率仍然是一個重大挑戰。
中國的其他研究小組也在從不同角度探索 EUV 技術。上海光學精密機械研究所與清華大學共同領導了SSMB-EUV 項目,這是一項旨在開發用於光刻的替代 EUV 光源的大規模國家計劃。
中國打破 ASML 壟斷的挑戰
盡管中國投資了 370 億歐元,但它不太可能在幾年內生產出商業上可行的 13.5 納米 EUV 光刻機。ASML 作為係統集成商運營,依賴於尖端知識產權和組件的生態係統,其中絕大多數來自擁有數十年專業知識的西方供應商。此外,除了核心光源係統外,生產完整的光刻機還需要高精度組件,如鏡子。此外,研究工作繼續專注於提高能源效率,最近的突破有望在這一領域取得重大進展。衝繩科學技術大學 (OIST)的 Tsumoru Shintake 教授提出了一種可以將能耗降低 90% 的 EUV 技術。ASML 也引入了重大升級,以提高其係統的效率和生產力。
OIST 的 EUV 光刻設計可在更小的 EUV 光源下運行,從而顯著降低成本,同時大大提高機器的可靠性和使用壽命。此外,它消耗的功率不到傳統 EUV 光刻係統的十分之一,有助於實現更環保的半導體行業。
這一突破是通過克服曾經被認為無法克服的兩個挑戰實現的(圖 2)。首先是開發一種僅使用兩個鏡子的創新光學投影係統。第二種是一種新穎的方法,可以有效地將 EUV 光引導到平麵鏡(光掩模)上的邏輯圖案上,而不會阻礙光路。
