这几天的 SEMICON Taiwan 2026 上,ASML公布了一组数据。
目前全球已有4家客户的10台 High-NA EUV 光刻机投入运行,另有3台正在交付和安装。整套 EXE 系统累计完成超过135万片晶圆曝光,最新的 EXE:5200B 每小时可以处理约135片晶圆。更重要的是,High-NA EUV已经开始进入先进逻辑芯片的量产体系。
这意味着,过去主要待在研发中心里的下一代光刻机,正在真正走进生产线。
但问题也随之而来:今天的EUV已经能够制造全球最先进的一批芯片,为什么ASML还要花巨大代价,再造一套High-NA EUV?
答案藏在芯片制造最基本的一条规律里:芯片想继续缩小,光刻机就必须“看得更清楚”。
一、芯片上的结构,本质上是“用光画出来的”
芯片里的晶体管并不是一颗颗装进去的。
制造时,工程师先在晶圆表面覆盖光刻胶,再利用光把掩模上的图案转移到晶圆上,经过显影、刻蚀等步骤,一层层形成复杂的微小结构。
所以几十年来,光刻技术一直在让这支“画笔”变得更细。
从436纳米、365纳米,到248纳米、193纳米,再到今天约13.5纳米的EUV,波长不断缩短。
因为光并不是一支可以无限变细的笔。结构越小,衍射越容易让两条原本分开的图案变得模糊、重叠。
从193纳米进入13.5纳米,相当于把光的波长缩短了十几倍,也让光刻机有能力分辨更小的结构。
这正是EUV能够继续推动芯片微缩的基础。
二、13.5纳米的光,为什么能制造2纳米芯片?
所谓3nm、2nm制程,并不意味着直接用13.5纳米的光刻出2纳米宽的线。今天的制程节点名称,也早已不能简单对应某一条线路的实际尺寸。
决定光刻分辨率的除了波长,还有一个关键指标:数值孔径,也就是NA。
简单理解,同样一束光,光学系统能够接收更大角度的光线,就能获得更多成像信息,把更细小的结构区分出来。
因此,提高光刻分辨率有两条主要道路:缩短波长,或者提高NA。
但13.5纳米EUV本身已经极其复杂。如果继续大幅缩短波长,光源、材料和整套光学系统几乎都要重新设计。
于是ASML选择提高NA。
主流EUV的NA约为0.33,High-NA EUV则提高到了0.55。
光还是13.5纳米,但光刻机分辨细节的能力变强了。
三、High-NA真正要减少的,是“重复描线”
当普通EUV一次曝光已经画不清楚时,芯片厂还可以使用多重图案化。
一次完成不了,就把复杂图案拆成两次甚至更多次曝光,再重新对准、组合。
问题是,每增加一次图案化,都可能增加曝光、刻蚀、清洗和对准步骤。制造时间更长,成本更高,对精度的要求也更加苛刻。几纳米的偏差,就可能影响最终良率。
High-NA的价值就在这里。
分辨率提高之后,一些原本需要多次完成的图案,可以用更少的曝光步骤实现。
先进光刻竞争到最后,争的不只是“谁能刻得更小”,而是谁能用更少的步骤,把这些微小结构稳定地刻出来。
四、真正难的,从来不只是一束EUV光
13.5纳米EUV会被空气和普通玻璃大量吸收,因此整条光路必须运行在真空环境中,传统透镜也无法使用,只能依靠极其精密的多层反射镜控制光线。
与此同时,晶圆台还要在高速运动中保持纳米级定位,光源、反射镜、掩模、晶圆台、曝光控制和计算光刻必须严密配合。
任何一个环节出现偏差,最终落在晶圆上的图案都会受到影响。
所以一台EUV光刻机解决的,从来不只是“制造一束更短的光”。
它是在同时控制光、机械、材料、真空、算法和纳米级运动,把一束极难驾驭的13.5纳米光,变成一支能够稳定制造数十亿颗晶体管的“笔”。
High-NA EUV,就是这支笔的下一次升级。
只要芯片还想继续缩小,光刻机就必须再多看清一点。
芯片,就是这样一步一步被“刻小”的。
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