目前的EUV光刻机,其实已经发展到第三代了。
第一代是ASML最开始的光刻机原型,交付了几台给英特尔、台积电们,用于7nm芯片的研发制造,当初的参数什么的,都不是太好。
后来升级至NA=0.33的光刻机,也称之为LOW NA EUV。比如大家最熟悉的NXE3400C,采用13.5nm光源,NA=0.33,线宽是13nm,以及后来的NXE3600D,还有NXE3800E,其实都是第二代。
而第三代则是NA=0.55的光刻机,ASML也称之为High NA EUV,主要将NA从0.33升级至0.55,线宽变成8nm。
NA是数据孔径,简单的来讲,这个值越大,到时候收集到的EUV光线越多,能量越强,分辨率就越高,制造的芯片就越先进。
NA=0.33的光刻机,用于7-2nm的芯片制造,而NA=0.55的EUV光刻机,ASML认为主要用于3-1nm芯片制造。至于1nm之后的芯片制造,则要升级下一代EUV光刻机了。
而关于下一代EUV光刻机,目前有很多方案。
有一种是ASML在研发的,继续提高数值孔径,将NA升级至0.77。
还有方案则是缩短光线的波长,比如从13.5nm的极紫外线,变成8nm、6.7nm之类的,还有其它采用非光刻方案的,比如纳米压印什么的。
但不管怎么样,从现在的情况来看,ASML要研发下一代EUV光刻机,只怕是研发不出来了。
特别是这种将NA提升至0.77的方案,几乎可以肯定走不通,一方面是难度太大,提升NA,需要将现有整个体系再提升,从光源到透镜难度成倍增加。
另外别小看提高这么0.22,但是成本可能会翻倍,到时候一台光刻机8、9亿美元,你看这些晶圆厂们还买不买?像现在台积电已经不想买NA=0.55的光刻机了,宁愿采用多重曝光方式,也不买,就是因为太贵了,要4.5亿美元一台,台积电承受不住,一旦变成8、9亿美元了,谁敢买?
至于采用其它波长光源的事,目前也没定论,因为谁也没有真正量产出来,全部还在实验室,至于纳米压印等技术,目前根本就无法大规模制造芯片。
所以事实上,当芯片产业发展到2nm、1nm时,物理极限是真的到来了,ASML这个增加作为芯片引擎的企业,面临着史上最大困难,因为新一代EUV研发不出来,引擎可能要熄火了。