三星电子和台湾积体电路制造公司(TSMC)近日宣布,计划在未来几年内采用ASML最新一代芯片制造设备。与此同时,两家公司还与英特尔一起,就一项关键技术变革达成一致,该变革有望将新设备的芯片产能提升40%。
据彭博社报道,这标志着半导体行业正在更广泛地接受高数值孔径(high NA)EUV光刻技术。这项技术由荷兰科技公司ASML独家提供,单台设备造价最高可达4亿美元。该技术能让芯片设计者实现更小的晶体管特征尺寸,从而生产出性能更强、能效更高的下一代芯片,应用于AI数据中心以及智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品。
ASML的EUV(极紫外)光刻机利用强大的激光光源,逐层在硅晶圆上刻印图案,逐步构建出使芯片正常工作的电路结构。相比更早的深紫外光刻技术,EUV技术采用波长更短、能量更强的光源,能够在硅晶圆上制造出更精细的特征结构。
这项技术的实现依赖于一套极其复杂的系统:连续不断地用激光轰击熔融锡液,将其转化为温度约达20万摄氏度的等离子体;再通过一系列镜片收集等离子体发出的光线,并将其导入一台“公交车大小”的光刻设备中,将复杂的电路图案投射到硅晶圆上。ASML的研究人员在IEEE Spectrum上撰文介绍了这一过程。而ASML最新的高数值孔径EUV设备采用了更大的镜片和改进的光学系统,能够更精确地收集和聚焦光线。
韩国三星计划在2028年前使用ASML的高NA EUV设备生产存储芯片。而台湾的TSMC则计划从2030年起,将该技术用于制造最先进的芯片,为AMD、苹果、英伟达、高通等客户供货。
英特尔已率先在芯片制造中采用高NA EUV设备。这家美国公司已从2026年7月起,使用该技术大规模生产用于移动计算设备的Panther Lake处理器。
行业加速推进,中国仍在追赶
三星和TSMC目前还与英特尔、ASML合作,共同推动芯片制造标准的一项重大转变:将光罩(用于在硅片上刻印精细电路图案的模板)尺寸从6英寸升级为12英寸。ASML首席技术官马尔科·皮特斯(Marco Pieters)向彭博社透露,这一转变最终可能将高NA EUV设备的制造效率提升40%。
据一位发言人向彭博社透露,韩国存储芯片制造商SK海力士也在考虑加入负责推进这一12英寸光罩转型的行业联盟。与三星类似,SK海力士也计划从2028年起采用高NA EUV技术生产存储芯片。
只要AI热潮持续升温,提升芯片产能就将是企业必须面对的经营要务。科技公司争相建设新数据中心,也导致全球存储芯片供应紧张,进而推高了智能手机、笔记本电脑和游戏设备的价格。
与此同时,ASML设备在先进芯片制造中的重要性,也已成为中美科技竞争中的一个关键议题。目前,ASML仍向中国企业(如中芯国际SMIC)供应旧一代深紫外光刻机,但在荷兰政府限制和美国政治压力下,其大部分先进芯片制造设备已被禁止出口至中国。
尽管美国政府提出中国已设法获得一台ASML EUV光刻机的说法尚未得到证实,但中国企业在自主研发相关技术,以及建立支撑此类设备生产所需的供应链方面,仍面临巨大挑战。德国蔡司集团(Zeiss Group)——ASML设备中镀镜片和光学系统的独家供应商——的一位高管近日预测,中国需要15年时间才能研发出EUV光刻机。
本文于2026年9月8日更新,修正了关于EUV技术与深紫外光刻等旧技术对比的描述。
Q&A
Q1:高NA EUV光刻机是什么?
A:高NA EUV光刻机是ASML公司生产的最新一代极紫外光刻设备,采用更大的镜片和改进的光学系统,能更精确地在硅晶圆上刻印极小的电路图案,单台造价最高可达4亿美元。
Q2:哪些公司计划采用高NA EUV设备?
A:三星电子计划在2028年前用于生产存储芯片,TSMC计划从2030年起用于制造先进芯片,英特尔已从2026年7月开始大规模使用该技术生产Panther Lake处理器。
Q3:光罩尺寸升级能带来什么好处?
A:三星、TSMC、英特尔和ASML正合作推动光罩尺寸从6英寸升级到12英寸,这项变革有望将高NA EUV设备的芯片制造效率提升40%。
