6月16日，全球光刻機(jī)巨頭ASML宣布了一項(xiàng)令人矚目的技術(shù)進(jìn)展——他們不僅成功向Intel交付了全球首臺(tái)High NA EUV極紫外光刻機(jī)，而且正在積極研發(fā)更為先進(jìn)的Hyper NA EUV光刻機(jī)，預(yù)計(jì)該技術(shù)將把半導(dǎo)體工藝推向前所未有的0.2nm，即2?(埃米)。
ASML在光刻機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)布局相當(dāng)清晰，他們首先將焦點(diǎn)放在了Low NA EUV光刻機(jī)上。這一系列的孔徑數(shù)值為0.33，產(chǎn)品命名為NXE系列，涵蓋了從現(xiàn)有的3400B/C、3600D、3800E，到未來(lái)預(yù)計(jì)的4000F、4200G以及4X00等型號(hào)。NXE系列預(yù)計(jì)將在2025年實(shí)現(xiàn)2nm工藝的量產(chǎn)，并在隨后的多重曝光技術(shù)的幫助下，于2027年達(dá)到1.4nm的量產(chǎn)水平。
然而，ASML并未止步于此。他們進(jìn)一步推出了High NA EUV光刻機(jī)，這一系列的孔徑數(shù)值提升到了0.55，產(chǎn)品命名為EXE系列。EXE系列包括已經(jīng)問(wèn)世的5000、5200B，以及預(yù)計(jì)的5400、5600、5X00等型號(hào)。EXE系列將直接從2nm以下的工藝起步，Intel作為首發(fā)客戶(hù)已經(jīng)采用了14A 1.4nm工藝。據(jù)ASML預(yù)測(cè)，EXE系列將在2029年左右實(shí)現(xiàn)1nm的量產(chǎn)，并在多重曝光技術(shù)的輔助下，于2033年前后達(dá)到0.5nm甚至0.7nm的量產(chǎn)水平。
然而，ASML并未滿(mǎn)足于現(xiàn)狀。他們正在研發(fā)更為先進(jìn)的Hyper NA EUV光刻機(jī)，預(yù)計(jì)孔徑數(shù)值將達(dá)到0.75甚至更高。這款名為HXE系列的光刻機(jī)預(yù)計(jì)將在2030年前后推出，并有可能實(shí)現(xiàn)0.2nm甚至更先進(jìn)工藝的量產(chǎn)。盡管這一預(yù)測(cè)令人興奮，但ASML也承認(rèn)，目前尚不能完全確定Hyper NA光刻機(jī)的具體性能和可行性。
值得注意的是，盡管我們談?wù)摰氖?.2nm的工藝節(jié)點(diǎn)，但這并非真實(shí)的晶體管物理尺寸。實(shí)際上，這些工藝節(jié)點(diǎn)更多地是一種等效說(shuō)法，它們基于性能、能效的一定比例提升來(lái)定義。例如，0.2nm工藝的實(shí)際晶體管金屬間距大約在16-12nm之間，未來(lái)還將繼續(xù)縮減至14-10nm。
在技術(shù)路徑上，Low/High/Hyper三種光刻機(jī)將共同使用單一的EUV平臺(tái)，這意味著大量的模塊將彼此通用。這一設(shè)計(jì)策略不僅有助于降低研發(fā)、制造和部署的成本，還能確保技術(shù)之間的平滑過(guò)渡和升級(jí)。
然而，隨著技術(shù)向物理極限逼近，挑戰(zhàn)也日益增多。High NA光刻機(jī)的單臺(tái)價(jià)格已經(jīng)高達(dá)約3.5億歐元，Hyper NA光刻機(jī)的價(jià)格預(yù)計(jì)將進(jìn)一步上漲。同時(shí)，隨著工藝的進(jìn)步，光刻技術(shù)的物理極限也愈發(fā)明顯。微電子研究中心(IMEC)的項(xiàng)目總監(jiān)Kurt Ronse就對(duì)此表示悲觀：“無(wú)法想象只有0.2nm尺寸的設(shè)備元件，只相當(dāng)于兩個(gè)原子寬度。或許到了某個(gè)時(shí)刻，現(xiàn)有的光刻技術(shù)必然終結(jié)。”盡管如此，ASML和整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)仍在不斷尋求突破和創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
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