中芯測試首台浸潤式國產DUV 外媒估技術規格落後艾司摩爾17年
中國測試首款自製DUV,技術直逼ASML 2008 年推出的Twinscan NXT 1950i。
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華為正式測試國產EUV光刻機!200億專項資金加持
東莞松山湖畔的華為工廠裡,一台刻著“中國製造”的龐然大物正在全速運轉。 它投射出的極紫外光束精準落在晶圓上,刻畫出僅有頭髮絲萬分之一細的電路。
這不是ASML的機器,而是華為聯合國內產業鏈自主研發的EUV光刻機。 現場工程師透露,其核心光源效率已達3.42%,距離國際頂尖水平僅差“最後一公里”。
華為東莞基地的無塵車間內,首台國產極紫外(EUV)光刻機已完成裝機偵錯,進入晶片試生產流程。
測試資料顯示,該裝置每小時可處理250片晶圓,超越ASML同等級裝置的195片產能。 其核心光源採用哈工大研發的雷射誘導放電電漿體(LDP)技術,能量轉換效率達到ASML方案的2.25倍,裝置體積卻縮小了30%。
聽說美國先前開放 EDA 突然又停止 ..真的嗎? EUV 可是很難啊
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chatGPT
華為目前正積極開發自有的極紫外光(EUV)光刻機,旨在突破美國對中國半導體設備的出口限制,並挑戰荷蘭ASML在全球EUV市場的壟斷地位。
📌 技術創新:LDP vs. LPP
華為的EUV光刻機採用全新的激光誘導排放等離子體(Laser-Induced Discharge Plasma, LDP)技術,與ASML的傳統激光生成等離子體(LPP)技術有所不同。LDP技術具有結構簡單、能效高、成本低等優勢,預計將在2025年至2026年第三季度實現大規模生產。
🏗️ 上海研發中心:打造光刻機生產基地
為支援光刻機的研發與生產,華為在上海青浦區建設了一個大型研發中心,計劃開發與ASML、佳能和尼康等公司設計的系統相抗衡的半導體製造設備。該中心預計總投資為120億元人民幣,佔地面積相當於224個足球場大小,一旦建設完成,將可容納超過35,000名員工。
🤝 與中芯國際合作:實現製程突破
華為與中芯國際(SMIC)等中國本土半導體製造商合作,致力於將自研的EUV光刻機整合到現有的製程中。目前,華為的合作夥伴中芯國際和華虹半導體無法取得能製造基於14nm/16nm FinFET製程技術的邏輯晶片的光刻機,但仍可取得適用於28nm的光刻系統。因此,華為研發的光刻機至少需要達到28nm的製程水平,最好能達到14nm/16nm的製程水準。
⚠️ 技術挑戰與未來展望
儘管華為在EUV光刻機的研發上取得了一定進展,但仍面臨一些技術挑戰,包括:
排放脈衝優化與參數調整
輸出功率與解析度穩定性
與現有製程的整合與兼容性
如果華為成功開發出具商業化能力的EUV光刻機,將對全球半導體供應鏈產生深遠影響,特別是在美國對中國半導體設備出口限制的背景下
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激光誘導放電等離子體(Laser-induced Discharge Plasma, LDP)是一種用於產生極紫外光(EUV)的先進技術,特別適合應用於半導體製造中的光刻設備。
它的基本原理是:使用激光轟擊金屬靶材(如錫),在兩個電極之間形成等離子體雲,然後施加高電壓觸發放電,進一步激發出13.5奈米波長的EUV光。這種方法與ASML主流的LPP(Laser-produced Plasma)技術不同,LDP結構更簡單、體積更小、能效更高,且成本更低。
LDP 的幾個技術亮點包括:
- 高能量轉換效率:實驗顯示在15kV電壓下,EUV總能量可達65mJ,轉換效率約0.23%。
- 光譜純度高:可達1.69%,對於半導體製程中的精密需求非常關鍵。
- 結構簡化:不需要複雜的高功率雷射與控制系統,便於量產與維護。
雖然LDP在早期曾被LPP取代,但隨著技術進步,它在掩模檢測、顯微成像等領域重新獲得關注,甚至被視為突破EUV設備壟斷的潛力技術之一。
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ASML 的 EUV 技術目前不是死胡同,但它確實面臨潛在的瓶頸與競爭壓力。
讓我們深入探討。 ASML EUV 技術現況
ASML 是全球唯一能夠量產 EUV(極紫外光)光刻機的公司,使用的是 LPP(Laser Produced Plasma) 技術。這項技術是實現 7nm 以下製程的關鍵,所有高階晶片(如蘋果A系列、NVIDIA GPU、Intel新一代CPU)都依賴這套系統。
優勢:
無可取代:目前全球其他公司都無法生產同級產品。
成熟商業化:已被台積電、三星、Intel 廣泛使用。
持續迭代:已推出 High-NA EUV(解析度更高,支援2nm以下製程)。
⚠️ 潛在問題與死胡同可能性
1. 技術複雜度與成本
單台 EUV 光刻機成本超過 2 億美元。
極端真空、高功率雷射、高度穩定光學系統,製造難度極高。
維修、運行成本極大,且對供應鏈依賴非常深。
2. 極限接近
傳統 EUV 已接近物理解析度極限(13.5奈米波長)。
雖然 High-NA EUV 推進了製程能力,但進一步進展難度更高,需新材料、新製程輔助。
3. 新技術挑戰
華為等企業正嘗試 LDP(Laser-induced Discharge Plasma),號稱結構更簡單、成本更低。
美國 DARPA、歐洲研究機構也在探索 multi-beam e-beam、X射線光刻 等替代方案。
無光刻製程(如原子層堆疊、3D架構自組裝) 也在實驗階段。
中国高端光刻机取得了显著进展,具体如下:
EUV光刻机方面
- 光源技术突破:哈尔滨工业大学赵永蓬教授团队研发的DPP技术,通过粒子加速辐射生成极紫外光,能量转换效率提升50%,设备体积缩小40%,核心部件国产化率100%。中科院上海光机所林楠研究员团队自主研发的固体激光器驱动EUV光源,能量转换效率突破3.42%,超越欧洲水平直追ASML的5.5%。
- 原型机试产计划:采用激光诱导放电等离子体(LDP)技术的国产EUV光刻原型机在东莞启动测试,计划2025年第三季度试产,2026年量产。
DUV光刻机方面
- 上海微电子装备集团已能稳定生产90nm光刻机,28nm设备也正在测试中。2024年9月9日,工业和信息化部印发的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》中,包含国产氟化氪光刻机(110nm)和氟化氩光刻机(65nm)。
- 中国科研人员将193nm ArF浸没式DUV光刻机与自研的图形修正算法结合,实现了用DUV光刻机制造5nm芯片的重大突破。
总体而言,中国在高端光刻机领域不断取得突破,逐渐缩小与国际先进水平的差距,有望打破国外垄断,提升中国在全球半导体产业中的话语权。
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