ASML再推新光刻机,半导体工艺或迎0.2nm时代


6月16日的消息,ASML去年年底向Intel交付了全球首台High NA EUV(极紫外)光刻机。这一先进设备的出现无疑是半导体技术领域的一次重要突破。而ASML并未止步于此,目前他们正全力研发更具突破性的Hyper NA EUV光刻机,目标是将半导体工艺推进到0.2nm左右,即2埃米。

ASML的第一代Low NA EUV光刻机的孔径数值为0.33,对应的产品命名为NXE系列。因此系列包括已有的3400B/C、3600D、3800E,以及未来的4000F、4200G、4X00。这一系列计划在2025年实现2nm工艺的量产。更为重要的是,在2027年,随着多重曝光技术的加入,该系列预计可实现1.4nm的量产。

与此同时,High NA光刻机的孔径数值提升到了0.55,对应的产品为EXE系列,包括现有的5000、5200B以及未来的5400、5600、5X00。High NA光刻机的出现标志着2nm以下工艺的正式起步。据ASML透露,Intel将首发14A 1.4nm工艺,预计在2029年左右能实现1nm的量产,并且结合多重曝光技术,有望在2033年前后达到0.5nm的量产,至少能支持到0.7nm。

而即将推出的Hyper NA光刻机则将孔径数值提高到0.75或更高,预计在2030年前后上市,对应的产品命名为HXE系列。据ASML的预测,Hyper NA光刻机或将实现0.2nm甚至更先进工艺的量产,但具体情况尚不确定。

值得一提的是,单个硅原子的直径约为0.1nm,因此上述这些工艺节点的概念并不反映真实晶体管的物理尺寸,而是一种等效说法,是基于性能、能效从而达到一定比例的提升。例如,0.2nm工艺实际的晶体管金属间距约为16-12nm,而未来将进一步缩减到14-10nm。

ASML计划将Low NA、High NA和Hyper NA三种光刻机统一使用单一的EUV平台,大量的模块将相互通用,这将大大降低研发、制造和部署成本。然而,即使如此,High NA光刻机的单台价格已经高达约3.5亿欧元,预计Hyper NA光刻机的价格将继续大幅上涨。

更为重要的是,随着技术逼近物理极限,光刻技术的未来前景变得更加不确定。微电子研究中心(IMEC)的项目总监Kurt Ronse就表达了他的担忧:“我们很难想象只有0.2nm尺寸的设备元件,因为这相当于两个原子的宽度。或许,在某个时刻,现有的光刻技术将迎来终结。”

尽管如此,ASML的持续创新和不断超越极限的努力,依然让半导体产业在追求更高性能和更小尺寸目标的路上充满希望。未来,伴随着Hyper NA光刻机的进一步研发和可能的量产,将有可能开启一个全新的半导体工艺时代。

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