拿图纸也造不出来?中科院全固态DUV光源技术诞生,能生产3nm芯片!
3月25日,国际光电工程学会(SPIE)官网上的一篇论文,意外掀翻了全球半导体行业的牌桌——中国科学院成功研发出全固态DUV(深紫外)光源技术,直接对标ASML光刻机的“心脏”部件。
更绝的是,这项技术绕过了传统准分子激光的复杂设计,用“固态魔法”在实验室里搓出了193纳米波长的激光,还顺手给光刻机塞了颗“中国芯”。
光刻机的“心脏”之争光刻机为什么难造?业内流传着一句话:“就算图纸白送,你也造不出ASML的机器”,而核心卡点之一,就是那束193纳米的深紫外光,全球三大光刻巨头ASML、尼康、佳能,全指着氟化氩(ArF)准分子激光技术吃饭。
这种技术需要把氩气和氟气在高压电场里“搓”出不稳定分子,像放烟花一样炸出高能光子,输出功率高达100-120瓦,但代价是设备复杂得像煤气罐,还得定期更换稀有气体,光维护成本就能让中小芯片厂直呼“肉疼”。
中科院的固态DUV光源,则像绣花针般精巧,团队用自研的Yb:YAG晶体放大器生成1030纳米基频光,再兵分两路:一路通过四次谐波转换“砍”成258纳米,另一路用光学参数放大技术“拉”到1553纳米。
最后让这两束光在硼酸锂晶体里“撞”出193纳米激光,全程不用一滴气体,设备体积直接缩水一半。
更秀的是,科学家还给激光加载了“涡旋特效”——通过螺旋相位板生成携带轨道角动量的光束,这玩意儿在量子通信和精密加工领域可是抢手货。
“功率不够,纯度来凑”当然,现在的固态DUV光源还不是完全体,ASML的准分子激光能飙到120瓦功率、9千赫兹频率,中科院版暂时只有70毫瓦和6千赫兹,给手机芯片刻电路还行,但想喂饱台积电3纳米生产线?还得再练练级。
不过光谱纯度倒是和商用系统平起平坐,线宽小于880兆赫,半峰宽不到0.11皮米,这意味着刻出来的电路边缘清晰度完全不输ASML。
有业内人士调侃:“这就好比别人还在用柴油发动机,我们直接掏出了电动机,虽然马力暂时小点,但安静环保还省油啊!”
更关键的是,固态技术甩掉了对稀有气体的依赖。要知道全球氟气产能七成捏在美日手里,光是这点就够中国芯片厂少看不少脸色。
产业链的“蝴蝶效应”别看这束激光只有头发丝的万分之一细,它搅动的可是万亿级市场,长江存储、中芯国际早就竖起耳朵。
过去买ASML光刻机得捆绑销售维护服务,每年光换气体、修镜头的钱就够再盖座晶圆厂,现在固态光源维护成本砍半,还自带“防泄密”属性,毕竟没有气体消耗数据可供分析。
更绝的是技术延展性吗,中科院团队在实验中玩出的“涡旋光束”,相当于给激光装了导航系统,未来在量子芯片光刻、超精密材料加工领域简直如鱼得水。
反观ASML的准分子激光,就像个只会抡大锤的壮汉,精度够了但花样太少。难怪荷兰媒体酸溜溜评论:“中国人总能在你意想不到的地方开新副本。”
这场技术突围,最打脸的还不是突破本身,而是时间点——就在上个月,某西方智库还信誓旦旦预测:“中国DUV光源技术至少落后十年”,结果中科院用一束固态激光,把进度条直接拽到了2025。
有网友神总结:“这就叫图纸给你也抄不来,因为咱们压根没走老路!”至于ASML?听说他们的技术文档里,悄悄添了句新注释:“中国方案不在本手册讨论范围内。”
这一次中国不会再输了,对此你们是怎么看的呢?
皇冠上的明珠被抠没了。。公知们要加油啊
120W 70豪瓦什么概念?
离做成光刻机还不知要多少年,做出来再吹不晚