在芯片制造领域,全球唯一商业化生产极紫外光刻(EUV)设备的阿斯麦(ASML Holding)公司取得重大技术突破。该公司研究人员宣称,已找到提升关键芯片制造设备光源功率的方法,预计到2030年可使芯片产量提高多达50%。
EUV设备堪称芯片制造商生产先进计算芯片的核心工具,台积电、英特尔等行业巨头均依赖此设备进行芯片生产,其重要性不言而喻。目前,ASML在EUV设备市场占据绝对主导地位。
ASML负责EUV光源的首席技术专家Michael Purvis强调,此次成果并非噱头或短暂的技术演示,而是一个能在客户实际使用条件下持续输出1000瓦功率的系统。实现高产量芯片制造的关键挑战在于,以合适的功率和特性生成EUV光,而研究人员成功将EUV光源功率从当前的600瓦提升至1000瓦。功率提升带来的最大优势是,单位时间内可生产更多芯片,进而降低单颗芯片成本。
芯片制造过程与摄影有相似之处,EUV光照射在涂有特殊化学材料(光刻胶)的硅晶圆上完成曝光。更强的EUV光源意味着晶圆曝光时间大幅缩短。ASML负责NXE系列EUV设备的执行副总裁Teun van Gogh在接受采访时表示,公司致力于让客户以更低成本继续使用EUV技术。到2030年,每台设备每小时可处理的硅晶圆数量将从目前的220片提升至约330片,根据芯片尺寸不同,每片晶圆可容纳数十到数千颗芯片。
ASML此次实现功率提升,是在原本就极为复杂的技术路径上进一步创新的结果。为产生波长13.5纳米的光,ASML设备会在腔体中喷射熔融锡液滴流,随后用强大的二氧化碳激光将其加热成等离子体。在这种超高温物质状态下,锡液滴的温度高于太阳,会释放出EUV光,这些光再由德国Carl Zeiss AG提供的精密光学设备收集,并导入机器进行芯片刻写。
此次公布的关键技术突破包含两方面。一方面,将每秒锡液滴数量提升至约10万个,数量大约翻倍;另一方面,采用两次较小的激光脉冲来塑形形成等离子体,而目前设备仅使用一次脉冲。
科罗拉多州立大学教授Jorge J. Rocca对ASML的成果给予高度评价。他的实验室专注于激光技术研究,还培养了多名ASML科学家。他表示,实现这一成果极具挑战性,因为需要掌握众多技术,ASML能够达到1千瓦功率,着实令人惊叹。
Michael Purvis还透露,ASML认为实现1000瓦功率所采用的技术,为未来进一步提升功率打开了空间。公司已经看到一条较为清晰的路径,有望达到1500瓦,而且从理论上讲,达到2000瓦也并非没有可能。











