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炸裂!华为自主研发的EUV光刻机取得重大突破,今年第三季度试生产

大白聊IT  · 公众号  · 科技创业 科技自媒体  · 2025-03-29 11:53

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在半导体行业,EUV 光刻机一直被誉为皇冠上的明珠,长期以来被 ASML 牢牢把控,其技术封锁严重制约着全球众多国家半导体产业向先进制程迈进。但如今,一则振奋人心的消息正席卷全球科技圈: 华为带领工程师团队,成功突破 EUV 光刻机技术 。值得一提的是,华为走的是与 ASML 截然不同的技术路线,且各项参数表现更为出色。

ASML 的 EUV 光刻机采用激光等离子体(LPP)技术,通过高能激光轰击液态锡,产生高温等离子体,进而发出 13.5nm 波长的 EUV 光。这一技术虽然成熟、高效且稳定,但系统极为复杂,造价高得惊人。单台设备成本超过 1.5 亿美元,配套设施与维护成本同样令人咋舌。不仅如此,其对零部件精度与工艺控制近乎苛刻,供应链遍布全球 30 多个国家,任何一个环节出现问题,都会对设备性能与交付产生影响。

华为主导研发的 EUV 光刻机另辟蹊径,采用激光诱导放电等离子体(LDP)技术。哈尔滨工业大学团队在这一技术上取得了重大理论突破,他们研发的 “放电等离子体极紫外光刻光源” 能量转换效率高达 4.5%,是 ASML 现有 LPP 技术的 2.25 倍。该技术通过电极间放电将锡蒸发并电离,高压电流促使电子与锡离子碰撞生成等离子体,从而产生 13.5nm 波长的 EUV 辐射。与 LPP 技术相比,LDP 技术优势明显。它省去了高能激光器和复杂的 FPGA 实时控制系统,使得设备架构大幅简化,体积更小,能耗降低约 30%,生产成本也随之显著下降。而且,LDP 生成的等离子体稳定性更高,碎屑污染更少,有效延长了反射镜等核心部件的使用寿命。

从关键参数对比来看,ASML 最新一代标准型 EUV 光刻机 NXE:3800E,晶圆处理速度为每小时 195 片晶圆,未来有望提升至 220 片,晶圆对准精度小于 1.1nm。而华为基于 LDP 技术的 EUV 光刻机在实验测试阶段,就展现出每小时 250 片晶圆的处理速度,晶圆对准精度更是达到了 0.8nm,在生产效率与精度控制方面实现了超越。

在研发历程中,华为联合国内众多科研机构与企业协同攻关。其中,新凯来在这场技术突破中发挥了重要作用。新凯来(SiCarrier)是一家专注于半导体装备及零部件研发制造的深圳国有企业,隶属于深圳市重大产业投资集团,成立于 2021 年,注册资本 15 亿元。其前身为华为旗下半导体设备子公司,核心团队拥有 20 年以上的电子设备研发经验,与国内半导体产业链上下游联系紧密。



新凯来与华为在技术研发上密切合作。双方联合研发了自对准四重成像技术(SAQP),该技术极大地降低了芯片制造过程中对高端光刻设备的依赖。在 EUV 光刻机的研发过程中,新凯来凭借自身在半导体装备制造领域的深厚积累,为华为提供了关键的硬件支持与工艺优化方案。其研发制造的刻蚀设备、薄膜沉积设备等半导体制造核心装备,与华为的 EUV 光刻机技术路线高度适配,为整套光刻系统的性能提升奠定了基础。

例如,新凯来将其刻蚀设备命名为 “武夷山” 系列,包括武夷山 1 号、武夷山 3 号和武夷山 5 号,在刻蚀精度与效率方面表现优异,能够精准地对晶圆进行微观层面的处理,满足 EUV 光刻的需求,确保芯片图案的精确转移。其薄膜设备涵盖了 CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)和 ALD(原子层沉积)三大主要薄膜沉积设备,如 CVD 的长白山 1 号和长白山 3 号、PVD 的普陀山 1 号等,这些设备能够在晶圆表面均匀地沉积高质量的薄膜,为芯片制造的后续工序提供良好的基础。

不仅如此,新凯来还在光学量测、功率检测等领域推出了一系列产品。光学量测产品如天门山 DBO(衍射套刻量测)、天门山 IBO(图形套刻量测),能够精确测量光刻过程中的套刻精度,为 EUV 光刻机的高精度光刻提供反馈与调整依据;功率检测产品如 RATE - CP(晶圆电性能检测)等,可对制造完成的晶圆进行电性能检测,保障芯片的质量。

在合作模式上,华为凭借自身在通信、人工智能等领域的技术优势,为新凯来提供前沿的技术理念与算法支持,优化新凯来设备的控制与运行逻辑。新凯来则发挥在半导体装备制造工艺上的专长,将华为的技术设想转化为实际可生产、可应用的设备与零部件。双方通过紧密的产学研合作,加速了技术从实验室到产业化的进程。

除了新凯来,中科院突破的 “多重曝光叠加技术”,能够用 28nm 光刻机 “套娃” 刻出 7nm 芯片,为 EUV 光刻机的制程能力拓展提供了算法层面的保障;华为自身在磁悬浮工作台、人工智能算法优化光刻流程等方面投入大量研发精力,解决了设备运行稳定性与光刻效率提升的难题。经过多年不懈努力,华为最终将 LDP 技术从实验室理论转化为可实际测试的 EUV 光刻机设备。

华为 EUV 光刻机的突破,将对全球半导体产业格局产生深远影响。对于中国半导体产业而言,这将彻底打破长期以来在先进制程芯片制造上的瓶颈。过去,由于无法获得先进的 EUV 光刻机,中芯国际等企业在 7nm 及以下制程工艺上进展缓慢,严重制约了国内高端芯片的自主供应能力。

如今,华为与新凯来等伙伴的协同突破,有望使中国在 2030 年前形成完整的 14nm 以下制程能力,大幅提升芯片自给率,降低对进口芯片的依赖,保障国家信息安全。在全球市场,华为 EUV 光刻机凭借性能与成本优势,将对 ASML 的垄断地位发起强有力挑战。ASML 虽长期占据高端光刻机市场 90% 以上份额,但华为的入局,将促使市场竞争加剧,推动光刻机技术加速迭代升级,同时也将使先进制程芯片的制造成本下降,惠及全球众多芯片设计与制造企业,激发行业创新活力,带动整个半导体产业链的繁荣发展 。

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