中国科学院上海光学精密机械研究所的科学家们构建了一个激光产生等离子体极紫外光源平台,实现了3.42%的转换效率。该成果发表于2025年3月的一篇论文中,标志着朝着国产化制造全球最先进芯片所需光刻机迈出了具体一步。
EUV突破
EUV光刻使用13.5纳米波长的光来蚀刻小于7纳米的电路。光源是最困难的部分。它需要向微小的锡滴发射高功率激光脉冲,以产生发射EUV辐射的等离子体。在不损失大部分光的情况下收集并聚焦该光,是一个长达数十年的工程挑战。
上海团队的平台实现了3.42%的转换效率——即激光能量转化为可用EUV光的比例。这一数字仍远低于ASML商用系统5-6%的范围,但相比此前中国实验室约1%的结果,这是一个显著提升。
EUV光刻是7纳米以下半导体生产的关键瓶颈。没有它,就无法制造驱动智能手机、AI加速器和先进军事硬件的处理器。中国多年来一直试图自行建造EUV设备,但光源一直是最大的瓶颈。
该平台仍是实验室原型,并非完整的光刻机。但研究人员表示,效率的提升使他们更接近能够最终集成到完整扫描机中的光源。下一步涉及扩大激光功率和改进收集光学系统——这两者都是成本高昂、周期长的问题。
ASML因素
主导EUV市场的荷兰公司ASML已被荷兰政府禁止向中国出售其最先进的机器。该禁令与美国出口管制一致,意味着中芯国际等中国芯片制造商无法购买5纳米和3纳米生产所需的Twinscan NXE系统。
中国国内芯片产业被迫依赖较旧的深紫外光刻技术,其分辨率无法达到同等水平。上海光学精密机械研究所的工作是更广泛的国家推动打破这种依赖的一部分。其他中国实验室和公司正在研究EUV工具链的不同部分——反射镜、真空系统、晶圆台。
目前尚未给出中国完整EUV机器可能准备就绪的时间表。3.42%的效率是一个里程碑,但将实验室成果转化为全天候运行、具有亚纳米精度的工厂级工具完全是另一回事。




