EUV光源重大突破！ASML：芯片产量将提升50%

近日,阿斯麦(ASML)的研究人员表示,他们成功找到提升关键芯片制造设备中光源功率的方法,预计到2030年可使芯片产量提高多达50%。

ASML是全球唯一一家商业化生产极紫外光刻(EUV)设备的公司。EUV设备堪称芯片制造商生产先进计算芯片的“神器”,像台积电、英特尔等行业巨头都高度依赖它。EUV光刻机是以10 - 14纳米波长的极紫外光为光源,主要用于14纳米及以下先进制程芯片制造,小于5纳米的芯片晶圆更是非它不可。它采用激光等离子体光源技术,通过高功率激光轰击锡微滴激发等离子体,产生13.5nm极紫外光,其核心投影物镜系统由多层反射镜构成,且需在真空环境中运行。

此次ASML在EUV光源上取得关键突破。负责EUV光源的首席技术专家Michael Purvis强调,这不是噱头或短期的技术演示,而是一个能在客户实际使用条件下持续输出1000瓦功率的系统。研究人员成功将EUV光源功率从目前的600瓦提升至1000瓦,这背后是ASML在原本复杂技术路径上的深度创新。

为了产生波长13.5纳米的光,ASML设备会在腔体中喷射熔融锡液滴流,再用强大的二氧化碳激光将其加热成等离子体,这种超高温物质状态下,锡液滴温度高于太阳,释放出EUV光,随后由德国Carl Zeiss AG提供的精密光学设备收集并导入机器进行芯片刻写。此次突破包括将每秒锡液滴数量提升至约10万个(近乎翻倍),并采用两次较小的激光脉冲来塑形形成等离子体,而此前设备仅使用一次脉冲。

EUV光源功率提升意义重大。从成本角度看,光源功率越高,曝光速度越快,单位时间内生产的芯片数量就越多。ASML负责NXE系列EUV设备的执行副总裁Teun van Gogh表示,到2030年,每台设备每小时可处理约330片硅晶圆,比目前的220片大幅增加,根据芯片尺寸不同,每片晶圆可容纳数十到数千颗芯片,这意味着单颗芯片成本将降低。

从产能方面,对于台积电、英特尔等芯片制造商而言,在不增加设备数量的情况下,工厂产能可直接提升约50%,能更好地满足市场对芯片日益增长的需求。在技术竞争层面,这一突破进一步巩固了ASML的技术壁垒,制造千瓦级稳定EUV光源涉及激光技术、等离子体科学以及材料科学等多学科难题,技术挑战极其严苛,这使ASML与潜在竞争对手的距离进一步拉大。

科罗拉多州立大学教授Jorge J. Rocca称,实现1千瓦功率令人惊叹,因为这需要掌握众多技术。Purvis还表示,ASML认为实现1000瓦所采用的技术为未来进一步提升打开空间,已看到一条清晰路径可达1500瓦,甚至从理论上讲,达到2000瓦也并非没有可能。

ASML的这次EUV光源突破,无疑为全球芯片制造行业注入一剂强心针,不仅将推动芯片产量提升、成本降低,还将引领行业向更高性能、更先进制程迈进。

责任编辑：石旭