光刻是芯片制造技術的主要環(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液浸技術和各種多重成像技術結合起來使用，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)務為光刻機，技術絕對處于世界領先水平，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PeterWennink介紹，ASML在2018年完成了技術創(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)ASML2018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。該機型預計于2019年下半年出貨至客戶。除此之外，對于3DNAND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。”中國電子科技集團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，這還不算設備購置成本和掩膜版設計制造成本?！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，工藝設備對于制造技術的突破越發(fā)重要。

自上世紀90年代起，中國便開始關注并發(fā)展EUV技術。最初開展的基礎性關鍵技術研究主要分布在EUV光源、EUV多層膜、超光滑拋光技術等方面。2008年“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”專項將EUV技術列為下一代光刻技術重點攻關的方向。中國企業(yè)將EUV列為了集成電路制造領域的發(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然技術落后，研發(fā)EUV技術困難頗多，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，中國的技術最后還是會到達高水平層次，7nm技術也會得到應用，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，所以即使如今技術不成熟、制作設備缺少、但是EUV技術還是要加大關注，為未來我國技術做鋪墊?！蓖跣堈f。

然而，追求實用技術是企業(yè)的本能，追求最新技術卻不符合企業(yè)效益。因此先進的EUV技術，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，這項技術需要政府的支持，需要國家政策的推進。

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