近日，ASML方面傳出訊息，新一代極紫外光刻機（EUV）已研發完成，現階段正在進行最後一部分的安裝工作。據知情人士透露，

這款新型EUV裝置的造價將高達1.5億美元（約合人民幣9.7億元）。

巴士大小，造價昂貴，配置逆天

這臺最新的光刻機正位於美國康涅狄格州郊區的一間大型潔淨室裡，工程師們正進行著最後的工作，將一塊巨大鋁材雕刻成框架，最終讓光罩以奈米級的精度在其間移動，反射極紫外光束。這些光束利用幾面鏡子來回反射，以驚人精度反覆修飾打磨，在矽片上蝕刻出只有幾十個原子大小的特徵圖案。

這樣一臺極紫外光刻機，有望讓晶片製造行業沿著摩爾定律至少再走上10年時間。

值得注意的是，這臺新一代極紫外光刻機大約有一輛公共巴士那麼大，造價高達1。5億美元。整個機器中包含10萬個部件和2公里長的電纜。更誇張的是，這樣一臺極紫外光刻機想要發貨，至少需要40個集裝箱、3架貨機或者20輛卡車。

麻省理工學院研究新型電晶體架構的教授Jesús del Alamo認為，這是一臺不可思議的機器：“這絕對是一款革命性的產品，是一項突破，將給晶片行業帶來新的生命。”

據悉，造好的元件將於2021年底運往荷蘭，然後在2022年初安裝到新一代極紫外光刻機的第一臺原型機中。新一代極紫外光刻機採用更大的數值孔徑來進一步縮小晶片上的元件尺寸。這種方式允許光線以不同角度穿過光罩，從而增加圖案成像的解析度。這就需要更大的鏡子和新的軟硬體來精確控制組件蝕刻。

ASML當前一代極紫外光刻機可以製造出解析度為13nm的晶片。而新一代極紫外光刻機將使用更高數值孔徑來製作8nm大小的特徵圖案。不出意外的話，

新一代極紫外光刻機將比以往任何機器所蝕刻的圖案尺寸更小，讓每個晶片都有數百億個元件，這臺機器在未來幾年所生產的晶片應該是史上處理速度最快、效率最高的。

總之，阿斯麥新一代極紫外光刻機有望延續晶片製造以及整個科技行業不斷進步的理念，繼續讓摩爾定律保持活力。

值得注意的是，ASML早在2017年就推出世界上第一臺可量產的極紫外光刻機，在晶片製造領域發揮著至關重要的作用，已經被用於製造iPhone手機晶片以及人工智慧處理器等最先進的晶片。到最新一代極紫外光刻機裝置已經經歷了數代更替，並且全世界只有諸如臺積電、三星和英特爾等少數公司能買得起這樣的裝置。

光刻機在晶片製作中的重要性

別看晶片小小的體積，內部其實蘊含了無窮的“能量”。晶片的製造過程極其複雜，需要在晶圓片上不斷累加圖案，這些圖案縱向連線，可達100多層。

晶片的製造包含數百個步驟，從設計到量產可能需要四個月的時間。在晶圓廠的無塵室裡，珍貴的晶圓片透過機械裝置不斷傳送，整個過程中，空氣質量和溫度都受到嚴格控制。從晶片製造的關鍵工藝上來看，分為以下10大步驟。

1、沉積：

造晶片的第一步，通常是將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導體、絕緣體或半導體；

2、光刻膠塗覆：

進行光刻前，首先要在晶圓上塗覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”，然後將晶圓放入光刻機；

3、曝光：

在掩模版上製作需要印刷的圖案藍圖。晶圓放入光刻機後，光束會透過掩模版投射到晶圓上。光刻機內的光學元件將圖案縮小並聚焦到光刻膠塗層上。在光束的照射下，光刻膠發生化學反應，光罩上的圖案由此印刻到光刻膠塗層；

4、計算光刻：

光刻期間產生的物理、化學效應可能造成圖案形變，因此需要事先對掩模版上的圖案進行調整，確保最終光刻圖案的準確。ASML將現有光刻資料及圓晶測試資料整合，製作演算法模型，精確調整圖案；

5、烘烤與顯影：

晶圓離開光刻機後，要進行烘烤及顯影，使光刻的圖案永久固定。洗去多餘光刻膠，部分塗層留出空白部分；

6、刻蝕：

顯影完成後，使用氣體等材料去除多餘的空白部分，形成3D電路圖案；

7、計量和檢驗：

晶片生產過程中，始終對晶圓進行計量和檢驗，確保沒有誤差。檢測結果反饋至光刻系統，進一步最佳化、調整裝置；

8、離子注入：

在去除剩餘的光刻膠之前，可以用正離子或負離子轟擊晶圓，對部分圖案的半導體特性進行調整；

9、需要重複製程步驟：

從薄膜沉積到去除光刻膠，整個流程為晶圓片覆蓋上一層圖案。而要在晶圓片上形成積體電路，完成晶片製作，這一流程需要不斷重複，可多達100次；

10、封裝晶片：

最後一步，切割晶圓，獲得單個晶片，封裝在保護殼中。這樣，成品晶片就可以用來生產電視、平板電腦或者其他數字裝置了。

正如上文提到的“視需要重複製程步驟”，現代晶片的結構可多達100層，需要以奈米級的精度相互疊加，這精度又稱為“套刻精度”。晶片上光刻的各層圖案大小不一，這意味著，光刻各層圖案需要用到不同裝置。

ASML的DUV深紫外線光刻機有數種不同的機種，適合最小圖案的關鍵性光刻需求以及普通圖案的正常光刻。

如今，晶片的結構可多達100層，需要以奈米級的精度相互疊加，這精度又稱為“套刻精度”。晶片上光刻的各層圖案大小不一，這意味著，光刻各層圖案需要用到不同裝置。ASML的光刻機有數種不同的機種，適合各種各樣圖案的關鍵性光刻需求以及普通圖案的正常光刻。

Intel嚐鮮？2023年下線首批晶片

眾所周知，光刻機裝置極為複雜，全球只有ASML能生產高階光刻機，而且產能還極其有限。在新一代極紫外光刻機裝置出現之前，臺積電幾乎包攬了ASML 70％的產能，哪怕是三星也沒有足夠的裝置擴大5nm高精尖晶片的產能，這是臺積電能一直領銜三星的主要原因。

而新一代極紫外光刻機裝置據悉會讓Intel率先採用。

Intel表示，預計將在2023年下線第一批晶片。

憑藉比以往任何機器所蝕刻的圖案尺寸更小，讓每個晶片都有數百億個元件，這臺機器在未來幾年所生產的晶片應該是史上處理速度最快、效率最高的。

總而言之，從整個半導體產業技術的發展角度來看，新一代極紫外光刻機裝置的出現具有劃時代的意義，但對於仍處在爬坡階段的國內晶片產業來說，由於高階先進技術受到限制等原因，在尖端技術方面與頭部企業的差距或將進一步被拉大。

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