『公司动态』PG电子(中国官方网站)在半导体领域的最新动态,包括技术突破、产品发布及公司活动,见证我们如何推动行业发展。

从High-NA到Hyper-NAASML光刻技术如何突破物理极限?

2025-06-21  

  荷兰半导体设备龙头ASML在极紫外(EUV)光刻领域占据主导地位,该技术是生产尖端半导体芯片的关键。随着行业为推动人工智能、5G和下一代计算技术而不断追求更小制程节点,问题随之而来:ASML的EUV技术还能走多远?

  根据Research and Markets、Future Market Insights及路透社的数据,ASML控制着全球75%-80%的EUV光刻设备市场,其技术无竞争对手能及。该公司为台积电、三星电子和英特尔等所有主要芯片制造商供货,实际垄断了EUV系统领域——这一业务板块为其创造了近四分之一的总收入。

  2025年第一季度,ASML净销售额达77亿欧元(约合89亿美元),毛利率为54%,积压订单达39亿欧元。由于对EUV系统的强劲需求和对深紫外工具日益增长的兴趣,其全年销售额预计将达到300至350亿欧元。

  自2016年推出以来,ASML的0.33NA EUV系统(使用13.5nm光源)已实现2nm制程节点,相比193nm浸没式光刻可减少多重曝光步骤。其优势在于:分辨率提升、良率提高、工艺简化。

从High-NA到Hyper-NAASML光刻技术如何突破物理极限?(图1)

  ASML的High-NA EUV系统(0.5NA)目标是在2029年前实现1nm级制程的生产。据Tech in Asia和TrendForce集邦咨询报道,英特尔计划将其用于14A节点,但台积电因成本和复杂度问题,在A16/A14节点中选择放弃采用该技术。

  High-NA EUV需要在光学、激光和晶圆系统等方面实现重大突破。其更小的视场和浅景深要求配备新型光刻胶、超平坦晶圆以及重新设计的掩膜台。

  ASML正研发0.75NA的Hyper-NA EUV系统,目标是在2030年代初实现0.5nm以下制程。但技术障碍巨大,例如需要制造具有原子级精度的米级反射镜,以及需要管理复杂的光学系统。

  ASML技术高级副总裁Jos Benschop指出,尽管高数值孔径和超高数值孔径技术可能延续摩尔定律,但量子隧穿效应和原子间距等物理极限,可能在本世纪中叶前制约技术进步。

  自2016年ASML收购其24.9%的股份以来,双方始终保持紧密合作。蔡司生产的多层反射光学系统对高数值孔径(High-NA)和超高数值孔径(Hyper-NA)系统至关重要。蔡司可制造具有原子级精度的米级反射镜和高反射率涂层(反射率约71%)。

  作为部分由ASML资助的机构,ARCNL专注于极紫外(EUV)光源、涂层技术及纳米级计量技术研究。这种合作模式效仿了飞利浦的NatLab模式,将基础科学与商业创新相结合。

  这些合作伙伴关系构建了高壁垒的创新生态系统,为ASML持续保持技术领先奠定了基础。

从High-NA到Hyper-NAASML光刻技术如何突破物理极限?(图2)

  ASML的EUV设备依赖于激光产生的等离子体(LPP)光源,使用30kW的CO2激光器在线滴的速度撞击锡液滴,产生13.5nm的EUV光。功率已从2015年的100W提升至如今的500W,但由于镜面能量损失和等离子体不稳定,规模化仍然困难重重。

  美国、中国和日本的研究团队正在探索自由电子激光器(FEL)EUV光源,其优势在于波长可调且功率更高。然而,由于依赖大型加速器,它们对大多数晶圆厂来说缺乏实用性。ASML因尺寸和可靠性问题放弃了FEL的开发,但像Xlight这样的初创公司计划在2028年前集采用FEL光源。

  对面临ASML设备出口限制的中国而言,EUV-FEL技术可能成为获取先进光刻能力的战略性替代方案。

  受人工智能、云服务、5G及汽车技术等领域芯片需求激增的推动,全球EUV光刻市场规模预计将从2025年的115亿美元增长至2030年的近200亿美元。

  ASML的顶级客户台积电、三星和英特尔均为全球芯片资本支出规模最大的企业,持续支撑着对EUV系统的需求。5G网络的普及以联网设备的激增(全球预计达400亿台),进一步提升了对先进芯片制造的需求。

  ASML的目标是到2025年将EUV设备产量翻倍,实现每年70台的出货量,并计划扩招20%的员工以满足不断增长的市场需求。

  根据新浪、ICsmart、GuruFocus和Eightify等平台的信息,尽管ASML占据领先地位,但其仍面临重大挑战。

  技术障碍对高数值孔径和超高数值孔径系统构成困扰,这些技术要求在光学元件、掩膜和光刻胶领域达到极高精度。

  成本高企使问题雪上加霜,每台High-NA设备成本超过4亿美元,而更小的视场又让设计和制造流程更为复杂。

  由于量子效应和原子尺度间距可能会阻碍晶体管尺寸缩小到1nm以下,因此物理极限显得十分重要。

  地缘政治紧张局势进一步加剧了局势的复杂性,因为出口禁令(尤其是对中国的出口禁令)扰乱了供应链并加速了竞争对手的技术发展。

  ASML的EUV系统不仅简化了光刻步骤,提高了良率并降低了成本,还通过集中需求于超先进设备,PG电子官网重塑了设备市场格局。其主导地位创造了极高的进入壁垒,巩固了其在全球芯片供应链中的核心地位。

  ASML拥有庞大的全球供应网络和每年40亿欧元的研发投入,彰显了其无与伦比的规模和影响力。

  ASML的EUV技术重塑了芯片制造业,并且很可能在未来至少10到20年内保持关键地位。在光学、光源和材料方面的持续进步可能会在本世纪30年代初实现1nm甚至更小的节点。

  但物理和成本限制最终将减缓规模化发展,从而促使人们转向先进的封装和新材料。

  凭借无可匹敌的市场份额、与蔡司和ARCNL等关键伙伴的合作,以及持续不断的创新,ASML仍将是行业的主导力量,直至硅基材料与光学技术触及物理极限。

上一篇:光刻机概念拉升强力新材20%涨停兴业股份两连板
上一篇:国产EUV光刻机突破即将试产!良率可达70%

猜你喜欢

  • 晶圆大厂开始成立1nm项目组

    晶圆大厂开始成立1nm项目组

      三星电子已开始开发 1㎚(代工工艺,被称为梦想半导体工艺。由于在2nm工艺等接近量产的技术领域与台积电存在现实差距,三星计划通过加速开发未来技术的1nm工艺,创造扭转乾坤的机会。  据业内人士4月9日透露,三星电子半导体研究院近日开始研发1纳米工艺。招募部分参与过2nm等前沿工艺研发的科研人员,组建项目组。 1纳米...
  • 台积电2nm遭哄抢14nm披露最新进展

    台积电2nm遭哄抢14nm披露最新进展

  • 英特尔前掌门加盟xLightEUV光刻新技术2028年能否颠

    英特尔前掌门加盟xLightEUV光刻新技术2028年能否颠

      PG电子平台 PG电子网站近日,英特尔前任首席执行官帕特·基辛格宣布加入了一家名为xLight的初创公司,担任执行董事长一职。这一消息不仅得到了基辛格本人在LinkedIn上的确认,xLight官网也早在上个月就对外公布了这一重要人事变动。  xLight公司专注于极紫外(EUV)光刻机的研发,特别是基于直线电子加...
  • iPhone 18 或全系搭载 2 纳米芯片性能大幅提升

    iPhone 18 或全系搭载 2 纳米芯片性能大幅提升

      3月24日消息,据相关报道,尽管台积电的2纳米制程工艺已于去年7月进入风险试产阶段,并在去年年底实现了超过60%的良品率,按计划将在今年开始量产,但苹果今年秋季推出的iPhone 17系列智能手机仍然不会采用这一先进制程工艺的芯片。据悉,iPhone 17系列将搭载的A19系列芯片,将由台积电的第三代3纳米制程工艺...
微信

手机扫一扫添加微信