ASML技术优势不再?中共伪政权真的搞成EUV(极紫外)光刻系统了吗?

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看到本坛粉红贴出中共伪政权搞成EUV(极紫外)光刻系统的传言,我搜索了一下新闻。

这里有两篇。

光刻系统:中国据称制造 EUV 机器 |Heise 在线

光刻系统:据称中国制造 EUV 机器

光刻系统:据称中国制造 EUV 机器

中国最早将于 2026 年大规模生产复杂的 EUV 系统。然而,这似乎并不是特别现实。

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从内部以负色渲染的光刻系统
(图片:Macro photo/Shutterstock.com)

3 分 阅读
基于 Tiktok 和 X,一张带有粗体字样EUV的中国机器的图片正在流传。许多人由此得出结论,中国可能很快就会使用高度复杂的极紫外 (EUV) 光刻技术生产芯片。

这对该国来说将是一个巨大的成功,因为到目前为止,只有荷兰的 ASML 大规模生产了 EUV 光刻系统。但是,由于出口限制,ASML 不允许将这些出售给中芯国际等中国芯片制造商。当前的 EUV 光刻系统暴露了波长为 13.5 纳米的芯片结构。它们是最现代生产流程所必需的。

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中国最大的芯片合同制造商中芯国际目前主要为华为生产 7 纳米结构的芯片。如果没有 EUV 光刻系统,制造商必须依赖具有深紫外波长(DUV,193 nm 波长)的多重图形化。结构越精细,需要的曝光通道就越多,这会增加错误率。即使是 7 纳米工艺也只有在补贴下才在经济上可行。

同时,这台来自中国的机器还标有额外的字符,谷歌将其翻译为EUV 光刻镜头对准 [和] 干涉仪。据此,它是一种用于对准并可能测试现代硅晶片的设备。但是,它与用于曝光芯片的光刻系统无关,而是生产的配套机器。这也解释了为什么该盒子看起来只有 ASML EUV 光刻系统的一半左右。

EUV 一词没有明确的定义。其他波长也属于此光谱范围,例如发射 46.9 nm 辐射的氩等离子体激光源。FZ Jlich 正在研究如何将这种辐射用于EUV 干涉光刻

ASML 的 EUV 照排机 Twinscan NXE:3400 从内部


ASML 的 EUV 照排机 Twinscan NXE:3400 从内部看。激光发射等离子体液滴以产生波长为 13.5 纳米的光。
(图片:ASML)

据报道,中国计划在 2025 年夏季开始 EUV 机器的试生产,并于 2026 年开始批量生产。然而,目前还没有可靠的消息来源表明,中芯国际或其他公司在不久的将来将能够使用EUV技术制造芯片。

与此同时,自 2024 年以来,有关中国半导体行业的错误信息一直在积累。例如,去年秋天,有猜测称中国已经为高达 8 纳米的生产工艺开发了自己的 DUV 系统。这方面的来源是中国政府文件,这些文件可能被翻译错误。

他们指出,国内公司可以使用 DUV 光刻技术制造 65 nm 工艺的系统,具有 8 nm 的叠加。Overlay 通常是指晶圆的对准精度。

(综合)

中国投资 370 亿欧元开发国产 EUV 光刻系统 - Power Electronics News

中国投资 370 亿欧元开发国产 EUV 光刻系统

EUV(极紫外)光刻系统在半导体制造中发挥着至关重要的作用,有助于制造更小、更强大、更节能的芯片。

EUV(极紫外)光刻系统对于制造创新半导体至关重要,能够生产更小、更强大和更节能的芯片。EUV 使用 13.5 nm 波长的光在半导体晶片上形成极精细的特征图案化,对于提供 5 nm、3 nm 及更高波长的节点至关重要。

ASML是一家荷兰公司,是唯一一家 EUV 系统制造商,这使得它们对世界半导体生产至关重要。这些机器的使用受到严格限制,出口限制会影响政治和经济影响力。

在美国的压力下,ASML 自 2019 年以来一直被禁止向中国出售其先进设备。最近,荷兰进一步收紧了这些限制,有效地阻止了中国获得基本零部件。

本文将探讨中国投资370 亿欧元开发国产 EUV 光刻系统的大胆半导体计划,以及它对 ASML 市场领导地位可能构成的威胁。

ASML 对 EUV 技术的垄断

由 ASML 开创的 EUV 光刻技术是唯一能够达到下一代半导体制造所需精度的技术。这种能力对于维持半导体行业遵循摩尔定律的能力至关重要,摩尔定律是几十年来大约每两年将芯片上的晶体管数量翻倍的趋势。

该过程从产生 EUV 光开始,这是通过使用高功率激光瞄准微小的锡滴来实现的。强烈的能量将锡转化为等离子体,等离子体发射所需的 13.5 nm 波长光。由于 EUV 光很容易被空气和传统材料吸收,因此整个过程发生在真空中,需要专门的光学元件来引导光线。

这些光学元件依赖于涂有钼和硅交替层的反射镜,旨在通过相长干涉反射 EUV 光。镜子必须抛光至近乎完美的光滑度,因为小至纳米的缺陷可能会破坏芯片制造所需的精度。

同样重要的是光刻胶,即应用于硅晶片的光敏材料。这些光刻胶必须经过微调以对 EUV 的短波长做出反应,平衡灵敏度和分辨率以最大限度地减少缺陷。光刻胶化学的创新对于提高 EUV 的实用性至关重要。

图 1 显示了 ASML 的 TWINSCAN NXE 设备内部从 EUV 光源(右下)到半导体晶片(中下)的完整光路。

图 1:ASML EUV 光刻系统内部的全光路(版权所有 ? (ASML) 保留所有权利)。
图 1:ASML EUV 光刻系统内部的全光路(版权所有 (ASML) 保留所有权利)
EUV 光刻技术允许生产更小、更快、更节能的芯片,为人工智能 (AI)、5G 网络、高性能计算和自主系统等创新应用提供动力。TSMC、Samsung 和 Intel 等行业领导者使用 EUV 系统(由 ASML 独家生产)来保持其竞争优势。

EUV 与 DUV

如果没有 EUV,就不可能使用较旧的深紫外 (DUV) 光刻方法将晶体管缩放到电流密度。DUV 和 EUV 光刻技术在波长和分辨率上存在显著差异。DUV 在更长的波长下工作,通常使用 KrF 激光器为 248 nm,使用 ArF 激光器为 193 nm。先进的技术,如浸没式光刻技术(使用水来提高分辨率)和多重图案化(多次曝光可实现更精细的特征),使 DUV 能够处理低至约 7 nm 的节点。

相比之下,EUV 在更短的 13.5 nm 波长下工作,从而可以在单次曝光中对 7 nm 以下的特征进行图案化,包括 5 nm 和 3 nm 节点。这消除了对复杂多重图形的需求。

在应用方面,DUV 在大约 180 nm 到 7 nm 的节点中占据主导地位,并广泛用于生产 DRAM 和 NAND 等存储芯片,以及不太先进的逻辑芯片。然而,EUV 对于几纳米的高级逻辑节点至关重要,尤其是在高性能 CPU 和 GPU 中。虽然 EUV 用于关键层,例如金属层,但某些层仍然依赖 DUV 来提高成本效益。

高 NA EUV

ASML 进一步扩展了 EUV 光刻技术的能力,开发了高数值孔径 (NA) 技术,也称为EXE。在高数值孔径光刻系统中,数值孔径(衡量光学系统收集和聚焦光的能力的指标)从 0.33 增加到 0.55。这将临界尺寸或系统可以打印的最小特征减少了 1.7 倍,并将芯片上的晶体管密度提高了 2.9 倍。

中国 EUV 发展的主要参与者

以华为为首,许多中国公司正在努力实现这一雄心勃勃的目标,华为于 2022 年为一种新型 EUV 光源申请了专利。另一家主要参与者,中国领先的光刻设备制造商 SMEE(上海微电子设备)提交了 2023年专利,名为极紫外辐射发生器和光刻设备。

学术界也加入了这场竞赛。哈尔滨工业大学最近提出了一种不同于西方方法的产生 EUV 光的替代方法。该研究所的项目由赵永鹏教授领导,专注于中心波长为 13.5 纳米的放电诱导等离子体 EUV 源。

ASML 的 EUV 光源采用激光产生等离子体 (LPP) 技术,其中高能激光撞击液态锡滴以产生等离子体。这个过程依赖于先进的激光组件和基于 FPGA 的复杂控制,关键技术历来由外国公司主导。

相比之下,Zhao 的团队采用了激光诱导放电等离子体 (LDP) 方法。在这种方法中,激光蒸发少量锡,在两个电极之间形成云。然后在电极上施加高压,使锡云通电并将其转化为等离子体。由此产生的电子和高价锡离子之间的相互作用会产生 EUV 光。

根据该研究所的网站,这种方法拥有高能量转换效率、低成本、紧凑的尺寸和相对较低的技术复杂性。然而,优化放电脉冲时序和输出功率仍然是一个重大挑战。

中国的其他研究小组也在从不同角度探索 EUV 技术。上海光学精密机械研究所与清华大学共同领导了SSMB-EUV 项目,这是一项旨在开发用于光刻的替代 EUV 光源的大规模国家计划。

中国打破 ASML 垄断的挑战

尽管中国投资了 370 亿欧元,但它不太可能在几年内生产出商业上可行的 13.5 纳米 EUV 光刻机。ASML 作为系统集成商运营,依赖于尖端知识产权和组件的生态系统,其中绝大多数来自拥有数十年专业知识的西方供应商。此外,除了核心光源系统外,生产完整的光刻机还需要高精度组件,如镜子。

此外,研究工作继续专注于提高能源效率,最近的突破有望在这一领域取得重大进展。冲绳科学技术大学 (OIST)的 Tsumoru Shintake 教授提出了一种可以将能耗降低 90% 的 EUV 技术。ASML 也引入了重大升级,以提高其系统的效率和生产力。

OIST 的 EUV 光刻设计可在更小的 EUV 光源下运行,从而显著降低成本,同时大大提高机器的可靠性和使用寿命。此外,它消耗的功率不到传统 EUV 光刻系统的十分之一,有助于实现更环保的半导体行业。

这一突破是通过克服曾经被认为无法克服的两个挑战实现的(图 2)。首先是开发一种仅使用两个镜子的创新光学投影系统。第二种是一种新颖的方法,可以有效地将 EUV 光引导到平面镜(光掩模)上的逻辑图案上,而不会阻碍光路。

中国投资 370 亿欧元开发国产 EUV 光刻系统
图 2:OIST 提出的光刻技术方案(来源:冲绳科学技术大学)

前方的道路

中国开发 EUV 光刻技术是近代历史上最雄心勃勃的技术举措之一。虽然取得了进展,但该国面临着巨大的技术、知识产权和供应链挑战。克服 ASML 数十年来的领先优势并非易事,但中国的决心在大量资金的支持下确保了全球半导体竞赛远未结束。

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