国产EUV光刻机“登月时刻”!中企三大技术路线公布,情况清晰了

C君科技 2025-02-21 17:55:51
一、引言:我国半导体的“诺曼底登陆”

2024年9月,上海微电子一项编号CN202310226636.7的专利引爆全球半导体圈。这项名为“极紫外辐射发生装置及光刻设备”的技术,首次在EUV光刻机核心子系统取得实质性突破。通过电场约束+氢自由基反应技术,带电粒子污染减少率超90%,镜面寿命提升至1000小时,直接击穿西方对于我国在EUV光刻机领域发展的“技术蔑视”。

另外,当哈尔滨工业大学凭借“放电等离子体极紫外光刻光源”技术斩获创新大奖,上海光源的小型加速器实验则为下一代FEL路线铺平道路,这场持续十年的光刻机围剿与反围剿之战,终于迎来历史性转折点,而全球半导体产业链也将迎来重构。

二、技术路线解析:国产EUV的“三驾马车”

回顾2019年,我国遭遇西方市场的“芯片围剿”,陷入腹背受敌的困难时刻,其中最核心的难题就集中在EUV光刻机的“缺失”,如今六年时间过去,我国在EUV光刻机领域也逐渐走出了自己的道路:

LPP路线:对标ASML的“稳中求进”上海微电子公开的LPP光源专利,通过优化锡靶轰击技术,将光源收集效率提升至15%,较ASML方案减少30%的镜面污染。此次技术破局,虽然没有完全实现EUV光刻机的整机突破,但是却解决了ASML耗时15年攻克的无人控制难题,为未来国产EUV光刻机的设备维护成本降低提供了巨大帮助。

DPP路线:哈工大的“弯道超车”哈工大的放电等离子体技术(LDP)颠覆传统路径:通过高压电场激发锡云产生等离子体,能量转换效率达4.5%,是ASML激光方案的2.25倍。该技术将光源系统体积缩小40%,维护成本降低50%。

FEL路线:上海光源的“未来布局”上海光源团队基于同步辐射加速器,研发出直径28米的小型化自由电子激光装置,可输出功率250W的13.5nm EUV光,为工业级应用奠定基础。

当然,这主要是集中在光源系统上的三大技术路线,而在EUV光刻机的其它部件上,我们也在快速破局。

三、产业链突破:从“单点开花”到“系统集成”

光源:哈工大长脉冲激光器实现10kHz重复频率,单脉冲能量500 mJ,支撑DPP光源稳定运行。

光学系统:华为反射式物镜专利采用多层膜自适应补偿技术,将波前畸变控制在λ/50以内(λ=13.5 nm),解决柯勒照明均匀性难题。

双工件台:中科院3D-TSV光刻部件实现0.12 nm步进精度,速度达1.2 m/s,匹配ASML最新机型。

四、挑战与差距:国产EUV的“最后一公里”

当然,目前国内EUV光刻机的整机发展还需要时间,例如在掩膜系统方面,我们的国产化率还比较低,需要更多的时间去完成突破,而这也是国产EUV光刻机发展上的“最后一公里”,不过,这最后一公里的距离已经不远了,毕竟,我们是最善于创造奇迹的国度,从原子弹到盾构机,从北斗系统到大飞机C919,我们给世界创造了太多次的奇迹。

所以,接下来在EUV光刻机领域,我们也将继续不断的创造更多的奇迹。而一旦,国产EUV光刻机突破,那么,我们最擅长的“成本革命”,将让ASML的好日子彻底被颠覆,同时台积电等芯片代工巨头的市场份额以及利润都将被重新改写。

而在我国快速破局的同时,国际市场的态度也在悄然发生改变。

五、国际影响:全球半导体格局生变?

ASML态度转变:从“全面禁售”转向提议在华设立维修中心,试图以服务换市场。

技术范式竞争:美媒评价我国DPP路线“可能催生EUV 2.0时代”,因其兼容更短波长(5-7nm)。

六、结语:我国半导体的“登月时刻”

国产EUV光刻机的突破不仅是设备自主化,更标志着精密加工、超净材料等高端制造体系的全面升级。若能在2025-2028年窗口期内实现光源功率突破和产业链协同,我国有望成为全球首个同时掌握LPP、DPP、FEL三种EUV技术的国家。当前我们正从规则的追随者,变为标准的制定者。

所以,国产芯片产业链的发展情况已经越来越清晰了。

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