荷兰作为全球光刻机制造的核心枢纽,其企业ASML近日在半导体制造领域取得重大突破。这家全球领先的极紫外(EUV)光刻系统供应商,正式确认其新一代Twinscan NXE系统将搭载功率高达1000瓦的EUV光源。该技术的实现意味着到2030年左右,光刻机的晶圆处理速度有望达到每小时330片,相比当前最先进的NXE:3800E机型,产能将提升50%。这一进展不仅将大幅推高芯片产量,更将显著降低单片晶圆的制造成本,对全球半导体供应链产生深远影响。
实现1000瓦光源功率并非易事,ASML首席EUV光源技术专家Michael Purvis表示,这一成就“令人难以置信”。他进一步透露,公司已有清晰的技术路径向1500瓦甚至2000瓦的功率迈进。这一愿景彰显了ASML在微芯片制造前沿领域持续创新的决心。要达到这一性能指标,ASML必须克服巨大的技术障碍,其核心在于对EUV生成过程的根本性革新。
EUV光刻的基本原理是利用高能激光轰击微小的熔融锡滴,产生极紫外光。现有设备如NXE:3100和NXE:3800D采用二氧化碳激光脉冲序列,通过预脉冲、稀疏脉冲和主脉冲依次作用于锡滴,使其气化形成等离子体并辐射EUV光。此前实验室已实现600瓦至740瓦的功率。为突破1000瓦大关,ASML将锡滴喷射频率提升至每秒10万次,并创新性地采用双激光脉冲序列替代单一序列,部分专利甚至暗示了三序列方案的研究。此外,还需升级锡滴发生器、优化激光系统,并开发全新的碎屑收集系统,以应对高速气化带来的污染风险。
除了光源本身,光刻机的光学系统、光刻胶及配套薄膜技术也需同步升级。ASML已设计高透射率投影光学系统,支持未来每小时450片以上的产能。这一突破并非孤立事件,而是需要整个半导体生态系统协同配合,从材料到设备全面适配新一代工具。ASML的战略路线图早已将2030年330片/小时的产能目标与1000瓦光源紧密绑定,此次技术确认标志着该目标已具备坚实基础。
ASML的产品布局正同步推进Low-NA与High-NA两条技术路线。预计2027年推出的NXE:4000F Low-NA系统将实现250瓦/小时产能,而2029年的NXE:4200G将进一步提升至280瓦/小时。在High-NA领域,EXE:5200C将于明年发布,提供185瓦/小时产能,EXE:5400D则计划在2029年达到195瓦/小时。这些进展巩固了ASML在高性能芯片制造未来的核心地位。
