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無法制造邏輯、存儲等高端芯片，是中國半導體行業發展長期以來難以解決的痛點。這背后，EUV光刻機的缺失，是中國芯片制造無法進一步升級的掣肘。

近日，一只來自清華大學的科研團隊發表了一篇有關EUV光源的研究成果，而EUV光源正是EUV光刻機的核心基礎。

這項發現也給中國自研光刻機帶來了技術上支持。

穩態微聚束，EUV光源的全新方案

EUV到底是什么東西？

簡單來說EUV是紫外線中波段處于（10nm~100nm）的短波紫外線，而光刻機工藝中通常定義在10~15nm紫外線。

EUV光刻機可以用波長只有頭發直徑一萬分之一的極紫外光，在晶圓上“雕刻”出電路，最后造出包含上百億個晶體管的芯片。波長越短，光刻的刀也越鋒利，但與此同時對精度的要求也更高。

據清華大學官網發布的消息，清華大學工程物理系教授唐傳祥研究組與“亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心”，以及“德國聯邦物理技術研究院”組成的合作團隊在《Nature》雜志上刊發了題為《穩態微聚束原理的實驗演示》的研究論文。

該論文里，研究團隊報告了一種新型粒子——“穩態微聚束”（Steady-state microbunching，SSMB），并進行了原理驗證實驗。

實驗中，研究團隊利用波長1064nm的激光,操控位于儲存環內的電子束，電子束在繞環一整圈（周長48米）后形成了精細的微結構，即“穩態微聚束”。

通過探測輻射，研究團隊驗證了微聚束的形成，隨后又驗證了SSMB的工作機理。該粒子可以獲得光刻機所需要的極紫外（EUV）波段，這為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路。

因此，《Nature》評閱人對這項實驗成果給予了高度評價，認為該項研究展示了一種新的方法論，這必將引起粒子加速器和同步輻射領域的興趣。

EUV光刻機，中國造芯繞不過的坎

正如前文所說，光刻機承擔著芯片制造中最為復雜和關鍵的制作工藝步驟，是高端芯片生產中不可或缺的關鍵設備之一，其中7nm以下的先進制程必須用到EUV光刻機。如果沒有EUV光刻機，那個國產芯片制程只能止步7nm。

以中芯國際為例，目前中芯國際的14nm工藝芯片已經實現量產，12nm工藝也已相對成熟。但受限于沒有EUV光刻機，7nm工藝始終無法開展生產。

想要有所突破，必須購得最高規格的EUV光刻機。而荷蘭ASML公司是目前全球唯一能夠量產EUV光刻機的廠商。

就是這么一臺設備，一臺需要10萬個零配件，其中光源的設計和專利都是美國獨有，光刻機光源部分20%的核心部件全世界也只有美國能夠生產。一臺價值高達7億人民幣，而且一年產量只有幾十臺，且有限供應給三星、臺積電等大客戶。

國內廠商想購買一臺，太難。

目前，中國本土的光刻機制造商上海微電子已經成功研制出了22nm級別的光刻機，但22nm遠不能滿足當前的高端芯片生產要求。

解決光刻難題，完善產業更為重要

作為國內科研的中堅力量，清華大學也肩負著攻克“卡脖子”的重擔。這一次在理論科學上的突破，給國內光刻機的發展帶來了新的思路。

但從理論走向實物，依然要走漫長的道路，只有產業鏈上下游的配合，才能獲得真正成功。

早前，中科院就曾宣布開展“率先行動”計劃，集中全院力量聚焦國家最關注的重大領域攻關，這其中就包括了光刻機。除中科院外，華為等廠商也加速研發突破光刻機等技術，僅華為就計劃在2年內投入80億美元，要在光刻機技術方面實現突破。

但以國內目前薄弱的基礎，短期內攻克EUV設備并不現實，畢竟EUV光刻機是整套光刻體系中最困難的一塊。中國要推進完整的光刻工業體系的發展，只能采取從低到高的策略，比如193nm深紫外ArF干式光刻機、浸沒式光刻機，以及周邊設備材料等。

在克服EUV光源等因素的影響以外，電能巨大消耗、挑選合適的光刻膠、高昂的資金成本都是EUV光刻機需要面對的問題。

因此，相比于EUV光刻機，國內廠商更應該在DUV光刻機站住腳跟，從周邊設備與材料切入，逐步解決產業中存在的問題，把產業做扎實，最終才能完成光刻機的發展。