光刻是芯片制造技術的主要環節之一。目前主流的芯片制造是基于193nm光刻機進行的。但是193nm的光刻技術依然無法支撐40nm以下的工藝生產，為了突破工藝極限，廠商不得不將193nm液浸技術和各種多重成像技術結合起來使用，但這在無形中提升了制造成本，拉長了工藝周期。為了通過提升技術成本來平衡工序成本和周期成本，廠商們將底牌壓在了EUV光刻機身上，但是EUV真的能夠滿足廠商們的期盼嗎?

EUV技術再度突破

在半導體制程中，光刻工藝決定了集成電路的線寬，而線寬的大小直接決定了整個電路板的功耗以及性能，這就凸顯出光刻機的重要性。傳統的光刻機，按照光源的不同，分為DUV光刻機(深紫外光)以及EUV光刻機(極紫外光)。工藝制程還在28nm徘徊時，DUV光刻機無疑是最佳的選擇，但是隨著工藝制程的升級，想要邁向更小的線路，就只能使用EUV光刻工藝。

目前最先進的EUV光刻工藝使用的是13nm光源，能夠滿足7nm線寬制程工藝的要求。全球能夠達到這種水平的光刻機制造商暫時只有一家——ASML。據記者了解，目前ASML具有16500人，研發人員超過6000人，占比約為36%，整個公司主要的業務為光刻機，技術絕對處于世界領先水平，市占率100%，處于輕松壟斷全球市場的地位。

2018年，ASML財報全年營收凈額達到109億歐元，凈收入26億歐元，雖然火災影響了2019年第一季度的業績，但是其2019年第一季度的營收凈額依然達到了21億歐元，毛利率約為40%。ASML總裁兼首席執行官Peter Wennink介紹，ASML在2018年完成了技術創新的里程碑突破，并表示這一突破將為未來幾年不斷筑能。

據了解，在2017年，ASML就曾表示達到過“里程碑的突破”，原因便是完成了250瓦的EUV光源技術的升級迭代，讓EUV的生產率達到125片/小時的實用化。

EUV光刻機的極限挑戰

據ASML 2018年財報，目前ASML推出的NXE：3400C極紫外光刻機EUV，產量可達每小時170片晶元，妥善率高達90%以上。該機型預計于2019年下半年出貨至客戶。除此之外，對于3D NAND客戶，ASML還提供了一系列處理翹曲的晶圓的輔助方案，擴大可處理晶圓變形范圍。據ASML官方透露，目前其產品可幫助用戶實現每天超過6000片晶圓的產量。

“要實現強大的功能，EUV就必須克服電能消耗以及光源等因素的影響。”中國電子科技集團公司第四十五研究所集團首席專家柳濱向記者表示，EUV雖然售價超過了一億美元，但是高額的價格并不是它最大的問題。“EUV最大的問題是電能消耗。電能利用率低，是傳統193nm光刻機的10倍，因為極紫外光的波長僅有13.5nm，投射到晶圓表面曝光的強度只有光進入EUV設備光路系統前的2%。在7nm成本比較中，7nm的EUV生產效率在80片/小時的耗電成本將是14nm的傳統光刻生產效率在240片/小時的耗電成本的一倍，這還不算設備購置成本和掩膜版設計制造成本。”柳濱說。

據了解，除了電能以及光源，光刻膠也是EUV技術另一個需要面對的問題。據專家介紹，光刻膠本身對于光的敏感度就十分高，但是對于不同波長的光源，光刻膠的敏感度也有差異，這就對EUV光刻機產生了一些要求。光刻機選擇的波長必須要和光刻膠對應的波長處于同一個波段，這樣才能提升光刻膠對于光源的吸收率，從而更好地實現化學變化。但是目前，EUV光刻機在材料搭配方面還不成熟，很多專家將這個問題列為“光刻機極限挑戰之一”。

發展EUV仍需大力支持

雖然EUV光刻機設備還有諸多挑戰尚未克服，但不得不承認的是，高端工藝制程的發展依舊難以離開EUV光刻機的輔助。“一代器件，一代工藝，一代設備”點出了當今半導體工業發展的精髓。尤其是當線程工藝進入納米時代之后，工藝設備對于制造技術的突破越發重要。

自上世紀90年代起，中國便開始關注并發展EUV技術。最初開展的基礎性關鍵技術研究主要分布在EUV光源、EUV多層膜、超光滑拋光技術等方面。2008年“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”專項將EUV技術列為下一代光刻技術重點攻關的方向。中國企業將EUV列為了集成電路制造領域的發展重點對象，并計劃在2030年實現EUV光刻機的國產化。

然而，追求實用技術是企業的本能，追求最新技術卻不符合企業效益。因此先進的EUV技術，光靠企業和社會資本是無法支撐起來的，對于企業來說，研發技術缺少資金的支持;對于社會資本來說，缺乏熱情的投入，因此，這項技術需要政府的支持，需要國家政策的推進。