中国科学院近日宣布在激光技术领域取得重大突破，成功研发出固态深紫外（DUV）激光源。这款创新性的激光源能够发射出与当前主流DUV曝光技术波长相同的193纳米相干光，为半导体工艺提升至3纳米节点提供了有力支持。

据报道，中科院成功研发出了固态DUV(深紫外)激光，可发射193nm的相干光，与目前主流的DUV曝光波长一致，能将国产半导体工艺推进至3nm。

当前全球光刻巨头ASML、尼康、佳能使用的DUV光刻系统，均依赖氟化氙准分子激光技术。这类气体激光器需要持续注入氩氟混合气体，在高压电场中生成193nm波长光子，其系统复杂程度高且能耗较大。相比之下，中科院自主研发的固态方案采用Yb:YAG晶体放大器作为核心光源，通过分光-变频-合成的技术路线，在完全固态结构下实现了同波长激光输出。

技术细节显示，科研人员将1030nm基频激光分两路处理：其中一束通过四次谐波转换生成258nm激光，另一束经光学参数放大后形成1553nm激光。这两束激光在串级硼酸锂晶体中混合后，最终产出的193nm激光线宽已控制在0.11pm以内，光谱纯度达到商用准分子激光器标准。尽管目前70mW的平均功率和6kHz频率尚不及传统方案的1%，但固态设计的先天优势已初现端倪。

该技术摆脱了对稀有气体的依赖，理论上可使光刻系统体积缩小30%以上。若后续能在功率密度和频率稳定性方面实现突破，或将改变现有DUV光刻设备的技术格局。不过正如论文中坦承的，当前实验室样机与工业级应用仍存在量级差距，需要材料科学和精密制造领域的协同攻关。

听起来是不是很动人，许多人欢呼“中国光刻机即将攻克3nm”。然而，这束193nm的深紫外光，只是光刻机这座“科技冰山”露出水面的一角。要真正实现3nm芯片的自主制造，还需要跨越众多核心难关——每一步的难度，都堪比“用绣花针在米粒上刻出万里长城”。

首先关于这次光源技术的关键指标，就暴露了一些技术短板——70mW的平均功率仅是ASML激光器的千分之七，6kHz的频率也只有对手的三分之二。（ASML的ArF准分子激光技术输出功率可达100 W以上，频率超过9 kHz）

用大白话说，ASML的激光是持续输出的“高能量激光炮”，而这项技术的还只是微微发光的“生日蜡烛”——虽然能点亮，但想要用它批量“雕刻”芯片，就像指望蜡烛击穿钢铁。

想要真正替代ASML的“气体激光霸主”，首先你得先让功率从70mW提升到100W，把蜡烛变成激光枪；再让结论从实验室走出来，在充满温度波动、粉尘干扰现实的工厂环境验证；最后从Yb:YAG晶体到硼酸锂光学元件，让国内供应链同步升级。

而这仅是光源部分，光刻机的核心还需要一套能将激光精准聚焦到纳米级电路的物镜系统；一个能攻克磁悬浮驱动、多轴联动控制等关键技术的高精工作台；一款在硅片上能“留下痕迹”并匹配的光刻胶；以及一个能控制光刻机10万零部件，在真空中协调激光发射、硅片移动、气体控制等数百个子系统的高度集成控制系统等等。

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