全球半導體設備巨頭阿斯麥(ASML)在極紫外(EUV)光刻技術領域取得里程碑式突破。據內部人士透露,其圣地亞哥研發中心成功開發出可穩定輸出1000瓦功率的EUV光源系統,這項技術預計到2030年將使單臺光刻機的芯片產能提升50%。該成果不僅刷新了行業紀錄,更通過底層創新解決了長期制約EUV技術發展的能量轉換效率難題。
傳統深紫外光(DUV)技術受限于波長限制,已無法滿足3納米以下先進制程需求。ASML構建的EUV光源系統通過獨特機制解決這一難題:在真空腔體內,液滴發生器以每秒10萬次的頻率噴射直徑僅20微米的熔融錫滴,這些錫滴被高能二氧化碳激光器精準轟擊后,瞬間形成等離子體并釋放13.5納米波長的極紫外光。該過程對時序控制要求極高,任何微秒級偏差都會導致光源失效。
技術突破的關鍵在于兩項底層創新。研發團隊將液滴噴射頻率從每秒5萬次提升至10萬次,同時開發出"雙脈沖串"激光策略:首個低能量脈沖完成錫滴預處理與整形,第二個高能量脈沖實現高效等離子激發。這種分階段控制使能量轉換效率從原有的2-4%提升至6%以上,在相同能耗下產出更多有效光子。科羅拉多州立大學激光物理學家豪爾赫·羅卡評價稱:"這需要同時突破流體力學、激光物理、等離子體動力學等多學科極限,堪稱工業級精密控制的典范。"
功率提升帶來的產業效應顯著。ASML產品負責人特恩·范·高透露,現有量產機型每小時處理220片晶圓的能力,將在新技術支持下提升至330片。對于投資數十億美元建設的12英寸晶圓廠而言,這意味著在相同廠房空間內可多生產1.5倍芯片,單位制造成本下降約23%。特別是在人工智能芯片需求激增的背景下,該技術可緩解全球半導體產能緊張局面。
技術升級背后暗含產業競爭考量。當前ASML壟斷全球EUV光刻機市場,但美國Substrate、xLight等初創公司正研發粒子加速器光刻方案,中國也在加速推進自主技術攻關。ASML首席技術官邁克爾·珀維斯坦言,千瓦級光源將技術門檻提升至新高度:"當競爭對手還在攻克500瓦穩定輸出時,我們已為1500瓦甚至2000瓦系統鋪平道路。"這種代際優勢可延長現有技術路線的生命周期,為下一代高數值孔徑(High-NA)光刻機爭取研發窗口。
工程實現仍面臨多重挑戰。1000瓦光源產生的熱量是現有系統的2.3倍,要求重新設計冷卻系統與氫氣循環裝置。精密反射鏡組在長期熱沖擊下可能發生納米級形變,需開發新型耐高溫涂層材料。ASML工程團隊正在測試第四代冷卻架構,通過液態金屬導熱與主動溫控系統,確保光學組件在600℃環境下保持亞納米級精度。










