上海光机所宣布,他们研发的EUV(极紫外光)光源功率密度突破250W/cm²,直接碾压ASML的160W/cm²。
这项技术绕开了美国专利封锁,用固体激光器替代传统方案,良率提升18%、成本暴降22%。
这也就说明国产7nm芯片量产不再是梦,全球光刻机霸主ASML的“铁王座”,终于开始晃动了。
上海光机所的EUV光源技术,核心指标全部刷新世界纪录。 功率密度达到250W/cm²,比ASML当前量产机型高出56%。
这是什么概念? 光刻机每小时能多曝光35%的晶圆,相当于同样时间多造1000片12英寸芯片。
他们用“多级能量转换级联系统”,把电能转化为EUV光的效率提升到3.42%,逼近6%的理论极限。 相比之下,ASML使用的Cymer光源技术,效率长期卡在2.8%。
通过“多光子共振等离子体激发”,13.5nm波长的光谱纯度达到99.2%,比ASML的98.7%还高0.5个百分点。 别小看这0.5%,它能让7nm芯片的良率从85%飙升到90%以上。
ASML的EUV光源依赖美国Cymer的二氧化碳激光器技术,而上海光机所选择了一条新路,固体激光器。
这种激光器体积只有传统设备的1/3,能耗降低40%,最关键的是完全避开了Cymer的专利墙。
实测数据显示,他们的固体激光器脉冲频率达到50kHz,比Cymer的25kHz翻了一倍。
这意味着每秒能产生5万次高能脉冲,确保锡滴靶材被持续激发。 团队还开发了“定向光栅技术”,用纳米级光栅阵列替代传统反射镜,将光路控制精度提升到0.01纳米,相当于头发丝的百万分之一。
根据流片数据,良率从78%提升到92%,单片成本从9348美元降至7289美元。 关键是,28nm成熟制程的生产速度提升了41%,每片晶圆加工时间从120小时缩短到71小时。
ASML的2023年Q1财报显示,其在中国大陆的EUV设备订单同比暴跌72%。 而德国蔡司突然宣布,将向中国出口EUV光学元件,显然是想在中国技术成熟前抢占市场。
领衔这项技术的林楠博士,曾是ASML光源研发团队的核心成员。 他的导师是诺贝尔物理学奖得主Anne L'Huillier,团队中还有12位前ASML工程师。
这支“复仇者联盟”手握113项国际专利,覆盖从等离子体控制到光路校准的全链条技术。
研发过程中,他们甚至改造了上海光源同步辐射装置,将其变成EUV测试平台。
这种“国家队”级别的资源支持,让团队在3年内就完成了ASML需要5年才能搞定的技术验证。
锡滴靶材的喷射精度要求达到每秒5万颗,误差不能超过1微米。 目前国内供应商只能做到每秒3万颗,还需要进口日本TDK的压电陶瓷驱动器。
EUV光需要经过12面反射镜,每面镜子的表面粗糙度必须小于0.1纳米。 国内最先进的镀膜技术仍停留在0.3纳米,暂时需要依赖德国蔡司的镜组。
面对中国突破,ASML CEO彼得·温宁克紧急表态:“中国EUV至少还需要10年。 ”
但内部文件显示,ASML已将中国列为“最高风险竞争对手”,并启动“Project Phoenix”计划,试图用3nm以下制程技术重新拉开差距。
美国商务部突然修改《出口管理条例》,允许ASML继续向中国出售DUV光刻机,显然是想用中低端设备压制中国EUV的产业化速度。