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本文由半导体产业纵横(ID:ICVIEWS)编译自tomshardware
俄罗斯准备2036年冲刺10纳米以下 。
近日 , 俄罗斯科学院微结构物理研究所正式发布国产极紫外(EUV)光刻设备长期发展路线图 , 明确以11.2纳米工作波长为核心技术方向 , 计划通过差异化路径突破全球光刻设备技术垄断 。 该路线图延续了该机构2024年12月披露的研发框架 , 以2026年为起点 , 至2037年实现10纳米以下制程覆盖 , 其务实的阶段规划引发业界关注 , 但技术可行性与产业化前景仍存诸多待解之谜 。
EUV光刻技术长期由荷兰ASML公司主导 , 其13.5纳米波长设备已成为7纳米及以下先进制程的刚需装备 。 俄罗斯此番推出的路线图最引人注目的特征 , 是刻意规避ASML的成熟架构 , 采用一套完全独立的技术体系 。 据路线图披露 , 俄制EUV系统将搭载混合固态激光器与氙气等离子体光源 , 核心光学部件则采用钌和铍(Ru/Be)制成的反射镜 , 这类特殊材质反射镜可有效反射11.2纳米波长的极紫外光 。
从技术逻辑看 , 这一选择暗含针对性设计 。 ASML的EUV设备采用锡液滴等离子体光源 , 虽能实现较高的光转化效率 , 但易产生损坏光掩模的碎屑 , 导致设备维护成本居高不下 。 俄罗斯研发团队认为 , 氙气等离子体光源可从源头消除碎屑问题 , 大幅降低设备运维需求 。 同时 , 相较于深紫外(DUV)光刻设备 , 该方案无需依赖高压浸没液与多重图案化步骤 , 理论上能简化先进制程的生产流程 , 降低技术门槛 。
路线图将整个研发计划划分为三个清晰阶段 , 呈现循序渐进的技术迭代路径 。 第一阶段(2026-2028年)将聚焦40纳米级设备开发 , 配备双镜物镜系统 , 实现10纳米级覆盖精度 , 曝光场尺寸可达3×3毫米 , 设计吞吐量超过每小时5片晶圆 。 这一阶段目标与俄罗斯当前半导体产业基础相适配——该国刚于2025年实现350纳米光刻机量产 , 正推进130纳米设备研发 , 40纳米级EUV设备将成为其技术跨越的关键一步 。
第二阶段(2029-2032年)计划升级至四镜光学系统 , 主攻28纳米制程(远期目标14纳米) , 套刻精度提升至5纳米 , 曝光场扩展为26×0.5毫米 , 吞吐量跃升至每小时50片以上 , 逐步接近商业化生产需求 。
最终阶段(2033-2036年)则剑指10纳米以下制程 , 通过六镜配置实现2纳米套刻对准精度 , 曝光场进一步扩大至26×2毫米 , 吞吐量突破每小时100片 , 达到主流商用设备的性能水平 。
据研发团队测算 , 这套系统可支持65纳米至9纳米的分辨率范围 , 能够满足2025-2027年期间各类芯片关键层的制造需求 。 更具竞争力的是 , 其单位成本结构显著低于ASML的Twinscan NXE与EXE平台 。 路线图特别强调 , 在成熟制程(尾节点)中应用EUV技术将带来意外收益 , 可通过简化工艺提升生产效率与良率 , 这与当前行业在成熟制程领域的成本控制需求高度契合 。
不过 , 这份雄心勃勃的路线图仍面临多重现实挑战 。 最核心的争议在于11.2纳米波长的技术选择——目前全球EUV产业已形成13.5纳米的标准生态 , 这一波长是锡等离子体的强辐射峰 , 且钼硅(Mo-Si)反射镜在此波段可实现70%的反射率 , 经过数十年验证已形成完整产业链支持 。 俄罗斯选择的11.2纳米波长虽理论上可将分辨能力提升20% , 但需重建全套配套体系 , 从专用光刻胶、镜片抛光工具到光学检测设备均需从零开发 , 而路线图中并未提及这些关键配套技术的解决方案 。
从产业基础看 , 俄罗斯虽在EUV核心技术领域有一定积累——圣彼得堡国立信息技术大学在MOPA架构激光器研究、科学院光谱学研究所在等离子体建模、微结构物理研究所在多层膜反射镜等领域均具备技术储备 , 且曾为ASML提供过关键光学元件——但这些成果多停留在实验室阶段 , 缺乏产业化验证 。 其当前最高仅能量产350纳米光刻机 , 与EUV设备所需的超精密制造能力存在代际差距 。
在应用定位上 , 路线图明确设备不瞄准超大规模晶圆厂的高产能需求 , 转而聚焦小型代工厂的经济型需求 , 同时试图吸引被排除在ASML生态外的国际客户 。 这一市场定位具有一定现实性 , 但前提是设备能实现稳定量产且性能达标 。 按照规划 , 首台设备需在2026-2028年投入使用 , 而目前俄罗斯尚未披露核心部件的原型机研发进展 , 留给技术转化的时间窗口相当紧张 。
值得注意的是 , 路线图特别注明设备\"即使可行也不得用于商业用途\" , 这一限定使其产业化前景更添迷雾 。 有分析认为 , 此举可能与技术保密或研发资金来源相关 , 也预示该项目短期内或将聚焦国防、航天等特殊领域需求 , 而非民用商业市场 。
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