ASML高管预言成真?中国研发出固态光源新技术,前景很大

游龙科普 2025-04-19 09:38:26

你在逛街的时候,有没有注意过街边那些风格各异的店铺招牌?有的招牌灯光璀璨、色彩鲜艳,隔着老远就能吸引你的目光;有的则昏暗无光,即便近在眼前,也很容易被忽视。这些招牌的差别,很大程度上取决于背后的光源。光源就像店铺的“眼睛”,它的好坏直接影响着店铺的吸引力。

而在科技领域,光刻机的光源同样是其最为关键的“眼睛”,决定着芯片制造的精度和未来走向。最近,中科院研发出的固态光源新技术,就如同给中国芯片制造换上了一双“火眼金睛”,让ASML高管多年前的预言逐渐成为现实,这背后究竟有着怎样的故事呢?

在芯片制造的庞大产业链中,光刻机无疑是最为核心的设备,被称为“芯片制造皇冠上的明珠”,而光源则是光刻机的核心部件,其重要性如同发动机之于汽车。长期以来,全球光刻机市场尤其是高端领域,被ASML牢牢把控。

ASML生产的极紫外光刻机(EUV)是制造先进制程芯片的关键设备,全球顶尖芯片制造商如英特尔、台积电、三星等都依赖它来生产高端芯片。在过去,其深紫外光刻机(DUV)在市场份额中占比高达九成,EUV领域更是处于垄断地位。

随着国际形势的变化,美日荷组成芯片联盟对中国实施设备禁运,即便DUV光刻机也禁止向中国出售。但ASML高管曾预言,中国不会被技术封锁打倒,凭借庞大的科研投入、丰富的人才资源和强大的市场需求,必然会在相关领域不断探索并实现突破。如今,这个预言正在一步步成真。

多年来,中国科研团队在光刻机相关技术上持续发力。哈工大科研团队深入研究极紫外光源,通过Z箍缩技术积累了大量理论和实践经验;中科院长春光机所在EUV镜片制造上取得关键进展,攻克诸多难题,缩小了我国在光刻机光学系统方面与国际先进水平的差距。而在2025年3月25日,中科院成功研发出全固态深紫外激光技术,能够稳定输出193纳米的激光,这一消息在全球科技领域引起强烈震动。

传统光刻机光源技术多依赖稀有气体,像ASML的设备就有着复杂的气体系统。而中国此次突破的全固态深紫外激光技术,采用了Yb:YAG晶体放大器。其工作原理是先由该放大器放出1030纳米的激光,然后通过一系列精妙复杂的技术手段,包括四次谐波转换和光学参数放大等,实现波长转换和激光放大,最终成功输出193纳米的相干光。这一技术路线从依赖气体转变为全固态材料,具有诸多优势。不仅光源系统更加稳定可靠,减少了因气体泄漏、纯度变化等因素导致的设备故障风险,而且在成本控制和维护便利性方面表现突出,为大规模量产提供了有力支撑。

193nm的深紫外光在芯片制造领域至关重要,是制造7nm到65nm芯片的标配光源,而这一制程区间涵盖了全球七成份额的主力芯片市场。掌握这一关键波长的稳定光源技术,意味着我国在芯片制造核心技术环节取得重大突破,为实现更先进制程芯片的自主制造提供了可能,有望打破长期以来在芯片制造领域受制于人的局面,推动我国电子信息产业向高端化、自主化方向发展。

从专利角度看,中国在这一技术领域展现出强大的自主创新实力。

科研团队积极进行专利布局,一系列相关专利申请表明我国在该技术路线上拥有自主知识产权。更重要的是,这项技术很可能不涉及美国专利范围,我国能够完全自主注册专利,在技术发展和应用上拥有更大自由度,不仅能解决芯片制造技术的卡脖子问题,未来还有望凭借专利优势在国际科技竞争中占据主动。

尽管中国在固态光源技术上取得重大突破,但目前仍面临一些挑战。比如,当前激光功率只有70毫瓦,与ASML设备的120瓦相差甚远;频率每秒6000次,也未达到商用要求的9000次。不过,中科院已在研发100瓦级的工程样机,华为也投入2389亿研发资金支持,展现出攻克难题的决心和实力。

随着全固态深紫外激光技术等关键技术的突破,我国在芯片制程能力上有望大幅跃升。一旦实现3nm制程的量产,我国将能够生产出与国际顶尖水平媲美的高性能芯片,满足国内在高性能计算、人工智能、5G通信等领域对高端芯片的迫切需求,极大提升相关产业竞争力。自主产权的建立也让我国在芯片设计和制造方面获得前所未有的自由,能够根据自身需求进行创新。同时,固态光源技术的应用将带动光刻机设备的优化升级,其体积小巧、能耗低的优势,符合节能减排、绿色环保的发展理念。

中国固态光源新技术的突破,就如同街边店铺换上了超亮招牌,在全球芯片制造领域崭露头角。虽然前方仍有挑战,但只要持续创新、不懈努力,中国芯片制造产业必将在国际舞台上大放异彩,摆脱技术束缚,走向辉煌未来。

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评论列表
  • 2025-04-19 18:58

    试验机机主要测试的是可行性所以功率小

游龙科普

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