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【前言】
众所周知,美国在芯片领域卡中国脖子卡了几十年,而中国被卡脖子最重要的因素就是没有掌握光刻机制造技术。
哪怕后来中国终于造出了属于我们自己的光刻机,还是有人在大肆抨击中国,认为中国没有办法再进步了。
可是就在这个月,中国的光刻机领域再次迎来新的进展,中科院在原来掌握的基础上再次精进了这项技术,要知道这件事是没有任何国家援助的,我们究竟是怎么做到这一切的。

【再获新突破】
我们都知道对于各种精密仪器来讲,芯片是最重要的零件之一,但是想要制造出一枚合格的芯片,光刻机就必不可少。
上世纪60年代,当世界还在半导体技术的初步探索阶段时,中国就已经踏上了光刻机的研发之路。
1965年,中国成功研制出65型接触式光刻机,这一里程碑式的成就不仅在国内科技界引起了巨大轰动,也让国际社会对中国科技实力刮目相看。

那时,光刻机领域的后来者ASML还未成立,中国在这一领域的起跑线上绝对是占据了领先地位。
可是就在1971年中美建交后,面对美国提出的高精尖技术转移方案,中国却在一定程度上受到了“造不如买”思想的影响。
加之国内经济条件有限,光刻机等高精尖技术的研发确实困难,就这样,光刻机的研发工作在一定程度上陷入了近20年的停滞期。

就是在在这段停滞期里,ASML在欧美等国的鼎力支持下迅速崛起,他们不仅汇聚了欧美西方的科技力量,还得到了台积电、三星、Intel等半导体巨头的全力支持。
ASML就是通过整合全球供应链资源,在光刻机研发上不断取得突破,迅速成为了行业的领头羊。

后来当中国再次将目光投向光刻机领域时,已经发现与ASML之间拉开了巨大的差距,不管是技术层面还是全球供应链的整合能力都难以追赶。
再加上欧美等国的技术封锁和供应链限制,中国无法像ASML那样轻松获取全球先进的供应链资源,只能依靠自身的力量进行艰难的研发。

【取得新成就】
但是就算是面对如此艰巨的挑战,中国光刻机研发团队并没有退缩。他们凭借着坚韧不拔的毅力和对科技的无限热爱,不断攻克技术难关。
经过多年的努力,我们的国产光刻机已经取得了巨大的进步。
如今,国产光刻机已经能够生产出分辨率小于等于65nm、套刻精度小于等于8nm的顶级干式DUV光刻机,距离浸润式DUV光刻机的研发成功也仅一步之遥。

但是与ASML相比,中国光刻机仍然存在一定的差距,但这种差距正在逐渐缩小,而这正是中国奋斗几十年的结果。
从刚进入70年代开始,中国在半导体设备领域就已经取得了多项重要突破,1970年,电子束曝光机和分步重复光刻机的成功研制,这件事就标志着中国光刻机技术获得了极大进步。
1978年,中科院半导体所开始了JK-1型半自动接近式光刻机的研发,并在1980年完成了所级鉴定。

80年代,中国光刻机技术就已经开始稳步前进,但是当时还没有什么竞争力,只能算是刚刚入门。
但是到了1985年,机电部第45所成功研发出BG-101分步光刻机,这部光刻机的性能指标已经与美国GCA公司当时的4800DSW系统相当了,展现了中国光刻机技术的国际竞争力。
同样是在这一年,中国科学院上海光学精密机械研究所的“扫描式投影光刻机”也顺利通过鉴定,填补了中国在大规模集成电路专用设备领域的空白。

2025年3月25日,中国科学院(CAS)宣布,其研究团队成功研发出了能够发射193纳米相干光的固态深紫外(DUV)激光技术。
而这一技术的波长与当前半导体光刻领域中广泛采用的DUV曝光技术的光源波长完全吻合,这就标志着我国在半导体光刻技术方面再次迈出了一大步。
中科院的研究人员通过复杂的谐波产生和光学参量放大技术,经过不懈的努力,最终在6千赫兹的重复频率下,成功生成了平均功率为70毫瓦的193纳米激光。

这一成果不仅填补了我国在固态深紫外激光技术领域的空白,更为半导体光刻技术开辟了新的发展路径。
在深紫外相干光领域,193纳米波长的光因其能够实现高精度的光刻过程,而成为制造先进半导体芯片的关键技术。
传统的DUV光刻机主要依赖于氟化氩(ArF)准分子激光技术,这种技术虽然有效,但存在气体消耗量大、系统复杂且维护成本高昂等缺点。

为了克服这些难题,中科院的研究团队另辟蹊径,研发出了完全基于固态设计的DUV激光技术。
这项技术无需使用稀有气体,通过自制的Yb:YAG晶体放大器生成1030纳米激光,并经过四次谐波转换和光学参量放大等精细过程,最终生成了193纳米的相干光。
这一创新不仅大幅简化了系统设计复杂度和体积,还有望显著降低能耗。

值得一提的是,在实验过程中,中科院团队还首次实现了固态激光产生193纳米涡旋光束的壮举。这种涡旋光束携带着轨道角动量,具有独特的物理特性,为微纳结构检测、量子芯片制造等前沿领域带来了潜在的应用机遇。
尽管目前中科院研发的固态DUV激光技术在输出功率和频率上还与现有的商用准分子激光系统存在一定的差距,但其巨大的潜力和广阔的应用前景已经不容忽视。

【结语】
随着中国半导体产业链的崛起和国产科技的飞速发展,国产光刻机必将迎来更加辉煌的明天。
一旦我们成功研制出浸润式DUV光刻机甚至EUV光刻机,中国芯片产业将彻底摆脱外部打压的束缚,迎来更加广阔的发展空间和无限的可能。


信息来源:
电子工程网————中科院研究人员成功研发突破性固态深紫外(DUV)激光,光源波长与DUV曝光技术一致
新浪财经————中国研发光刻机,比ASML早20年,现在却落后了20年?
上观新闻————光刻机发展启示录:没有永远的“巨头”



END