據(jù)中國電子報4月2日報道，光刻是芯片制造技術(shù)的主要環(huán)節(jié)之一。目前主流的芯片制造是基于193nm光刻機進行的。但是193nm的光刻技術(shù)依然無法支撐40nm以下的工藝生產(chǎn)，為了突破工藝極限，廠商不得不將193nm液浸技術(shù)和各種多重成像技術(shù)結(jié)合起來使用，但這在無形中提升了制造成本，拉長了工藝周期。為了通過提升技術(shù)成本來平衡工序成本和周期成本，廠商們將底牌壓在了EUV光刻機身上，但是EUV真的能夠滿足廠商們的期盼嗎?

EUV技術(shù)再度突破

在半導體制程中，光刻工藝決定了集成電路的線寬，而線寬的大小直接決定了整個電路板的功耗以及性能，這就凸顯出光刻機的重要性。傳統(tǒng)的光刻機，按照光源的不同，分為DUV光刻機(深紫外光)以及EUV光刻機(極紫外光)。工藝制程還在28nm徘徊時，DUV光刻機無疑是最佳的選擇，但是隨著工藝制程的升級，想要邁向更小的線路，就只能使用EUV光刻工藝。

目前最先進的EUV光刻工藝使用的是13nm光源，能夠滿足7nm線寬制程工藝的要求。全球能夠達到這種水平的光刻機制造商暫時只有一家——ASML。據(jù)記者了解，目前ASML具有16500人，研發(fā)人員超過6000人，占比約為36%，整個公司主要的業(yè)務(wù)為光刻機，技術(shù)絕對處于世界領(lǐng)先水平，市占率100%，處于輕松壟斷全球市場的地位。

2018年，ASML財報全年營收凈額達到109億歐元，凈收入26億歐元，雖然火災(zāi)影響了2019年第一季度的業(yè)績，但是其2019年第一季度的營收凈額依然達到了21億歐元，毛利率約為40%。ASML總裁兼首席執(zhí)行官Peter Wennink介紹，ASML在2018年完成了技術(shù)創(chuàng)新的里程碑突破，并表示這一突破將為未來幾年不斷筑能。

據(jù)了解，在2017年，ASML就曾表示達到過“里程碑的突破”，原因便是完成了250瓦的EUV光源技術(shù)的升級迭代，讓EUV的生產(chǎn)率達到125片/小時的實用化。

EUV光刻機的極限挑戰(zhàn)

據(jù)ASML 2018年財報，目前ASML推出的NXE：3400C極紫外光刻機EUV，產(chǎn)量可達每小時170片晶元，妥善率高達90%以上。該機型預(yù)計于2019年下半年出貨至客戶。除此之外，對于3D NAND客戶，ASML還提供了一系列處理翹曲的晶圓的輔助方案，擴大可處理晶圓變形范圍。據(jù)ASML官方透露，目前其產(chǎn)品可幫助用戶實現(xiàn)每天超過6000片晶圓的產(chǎn)量。

“要實現(xiàn)強大的功能，EUV就必須克服電能消耗以及光源等因素的影響?！敝袊娮涌萍技瘓F公司第四十五研究所集團首席專家柳濱向記者表示，EUV雖然售價超過了一億美元，但是高額的價格并不是它最大的問題?！癊UV最大的問題是電能消耗。電能利用率低，是傳統(tǒng)193nm光刻機的10倍，因為極紫外光的波長僅有13.5nm，投射到晶圓表面曝光的強度只有光進入EUV設(shè)備光路系統(tǒng)前的2%。在7nm成本比較中，7nm的EUV生產(chǎn)效率在80片/小時的耗電成本將是14nm的傳統(tǒng)光刻生產(chǎn)效率在240片/小時的耗電成本的一倍，這還不算設(shè)備購置成本和掩膜版設(shè)計制造成本?！绷鵀I說。

據(jù)了解，除了電能以及光源，光刻膠也是EUV技術(shù)另一個需要面對的問題。據(jù)專家介紹，光刻膠本身對于光的敏感度就十分高，但是對于不同波長的光源，光刻膠的敏感度也有差異，這就對EUV光刻機產(chǎn)生了一些要求。光刻機選擇的波長必須要和光刻膠對應(yīng)的波長處于同一個波段，這樣才能提升光刻膠對于光源的吸收率，從而更好地實現(xiàn)化學變化。但是目前，EUV光刻機在材料搭配方面還不成熟，很多專家將這個問題列為“光刻機極限挑戰(zhàn)之一”。

發(fā)展EUV仍需大力支持

雖然EUV光刻機設(shè)備還有諸多挑戰(zhàn)尚未克服，但不得不承認的是，高端工藝制程的發(fā)展依舊難以離開EUV光刻機的輔助。“一代器件，一代工藝，一代設(shè)備”點出了當今半導體工業(yè)發(fā)展的精髓。尤其是當線程工藝進入納米時代之后，工藝設(shè)備對于制造技術(shù)的突破越發(fā)重要。

自上世紀90年代起，中國便開始關(guān)注并發(fā)展EUV技術(shù)。最初開展的基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)研究主要分布在EUV光源、EUV多層膜、超光滑拋光技術(shù)等方面。2008年“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”專項將EUV技術(shù)列為下一代光刻技術(shù)重點攻關(guān)的方向。中國企業(yè)將EUV列為了集成電路制造領(lǐng)域的發(fā)展重點對象，并計劃在2030年實現(xiàn)EUV光刻機的國產(chǎn)化。

芯謀研究總監(jiān)王笑龍向記者指出，雖然目前研發(fā)EUV這項技術(shù)對中國企業(yè)來說成本高昂，但是，其戰(zhàn)略意義不容忽視?！爸袊m然技術(shù)落后，研發(fā)EUV技術(shù)困難頗多，但是仍要發(fā)展完整的工業(yè)體系，EUV是整套體系中最困難的一塊。放眼于未來，中國的技術(shù)最后還是會到達高水平層次，7nm技術(shù)也會得到應(yīng)用，這一步勢必要走，所以現(xiàn)在的準備工作是一定要做的，努力減小未來中國與世界的差距，所以即使如今技術(shù)不成熟、制作設(shè)備缺少、但是EUV技術(shù)還是要加大關(guān)注，為未來我國技術(shù)做鋪墊?！蓖跣堈f。

然而，追求實用技術(shù)是企業(yè)的本能，追求最新技術(shù)卻不符合企業(yè)效益。因此先進的EUV技術(shù)，光靠企業(yè)和社會資本是無法支撐起來的，對于企業(yè)來說，研發(fā)技術(shù)缺少資金的支持;對于社會資本來說，缺乏熱情的投入，因此，這項技術(shù)需要政府的支持，需要國家政策的推進。