4 亿美元一台！ EUV光刻机成为焦点，中国 EUV光源已多路线并进

电子发烧友网综合报道，极紫外光刻机（EUV）是制造先进芯片的关键设备，华为常务董事、产品投资评审委员会主任、终端 BG 董事长余承东在 9 月 29 日的国际媒体圆桌会议上也表达了这个观点。他指出中国目前正在研发这些设备，但现阶段仍依靠深紫外光刻（DUV）。那么，EUV 光刻机与DUV光刻机相比有哪些不同点，技术优势和难点在哪里，国内进展如何？

EUV 光刻机及其工作原理

EUV 的全称是极紫外（Extreme Ultraviolet），指代波长 13.5nm 的极紫外光，EUV 光刻机就是利用这一特殊光源完成芯片晶圆曝光刻写的光刻设备。传统 DUV 深紫外光刻机使用的是 193nm 波长紫外光，而 EUV 把光源波长压缩到 13.5 纳米，波长越短，能够在硅片上刻蚀的电路线条就越精细。

和 DUV 光刻机采用透镜透射光线的方式不同，EUV 的极紫外光几乎会被所有物质吸收，无法使用传统的透光玻璃透镜，整套光学系统全部采用全反射投影系统。EUV 光源的产生是整套设备最关键的第一步：系统会使用高功率激光反复轰击液态锡靶材，让锡等离子体辐射出 13.5nm 的极紫外光。生成的极紫外光经过多层反射镜收集、聚焦、筛选之后，将有效光束导入投影光学系统。

光线经过一系列高精度钼硅多层反射镜反射，穿过承载电路图案的掩模版，掩模上的电路图案会反射 EUV 光束，再经过多组反射投影物镜，将掩模上缩小几十倍的微型电路图案投射到涂有光刻胶的硅晶圆表面。被光线照射的光刻胶发生化学性质改变，后续经过显影、刻蚀等工序，就把精密的电路图形复刻在晶圆之上。

资料显示，整套EUV设备内部需要维持超高真空环境，这也让 EUV 光刻机的结构复杂度远超过往所有半导体设备。

国际光刻设备巨头阿斯麦展示了EUV 光源方案的官方视频：真空环境下生成 20 微米熔融锡液滴并使其自由下落；先用 193nm 深紫外光将锡液滴打散成云状，再用 20kW 二氧化碳激光器二次轰击锡云，激发 EUV 极紫外光。这个过程的难点在于：激光器需要两次精准击中高速下落锡液滴，每秒重复激发约 5 万次；配套二氧化碳激光器整机供电功率达到200kW。

阿斯麦通过持续优化光源发光效率，以及改变环境折射率等方式提升数值孔径，推出新一代 High NA EUV，将数值孔径从上一代Low NA EUV的0.33提升到0.55。数值孔径越高，光学系统能收集的角度范围越大，分辨率就越高。

EUV的技术优势、挑战

与DUV相比，EUV的技术优势主要体现在三个方面。一是图形精度更高，能够形成更细的线条和更密集的阵列。二是工艺步骤更少，可以减少多重曝光带来的套刻误差和良率损失。三是面向未来扩展性更强，配合高数值孔径EUV，有望继续支撑2纳米、1.4纳米乃至更先进节点。

但EUV的技术挑战同样巨大。首先是光源功率。EUV光子产生效率很低，需要极高功率激光稳定轰击微米级锡滴，并保持连续、可控和高重复频率。光源功率不足会直接降低晶圆产出效率。

其次是光学系统。EUV光刻机使用数十层交替沉积的多层膜反射镜，每一层厚度都需要控制在原子级精度。反射镜表面形貌、污染控制和热变形都会影响成像质量。由于EUV光几乎无法透过常规材料，光学系统只能采用全反射结构，设计难度远高于DUV折射系统。

第三是真空环境。13.5纳米光在空气中传播距离极短，光路必须处于超高真空状态，只要有微量气体分子，就会吸收损耗 EUV 光子，直接降低曝光质量。

第四是精密运动控制。先进制程对套刻精度要求达到纳米甚至亚纳米级别。掩模版台和晶圆台需要在高速运动中保持极高同步精度，任何振动、热漂移或控制误差都会影响芯片良率。

第五是成本与生态门槛。EUV光刻机单台价值极高，阿斯麦High NA EUV光刻机价格约为4亿美元，还需要配套掩模版、光刻胶、检测设备和工艺开发等成本。

虽然EUV设备的制造难度极高，但先进制程仍离不开它。这是因为当制程进入先进节点后，DUV多重图形化的成本和良率压力已经难以承受。EUV能够在关键层减少曝光次数，提高图形一致性，并为后续工艺留出更大空间。对于高性能CPU、GPU、AI芯片以及高密度DRAM、3D NAND等应用，EUV已经成为维持性能提升和成本控制的重要工具。

国内多条 EUV 光源路线并行攻关

从产业现状看，EUV光刻机仍然是全球半导体装备中门槛最高的领域之一。国内光刻机整体仍处于追赶阶段，EUV尚未形成成熟量产能力。当前国内芯片制造中，DUV设备仍然承担主要角色，尤其在成熟制程和部分先进制程相关工艺中具有重要地位。

国内光刻设备企业正在围绕DUV平台提升稳定性、良率支持和工艺适配能力。与此同时，围绕EUV的关键技术也在逐步布局。

例如在EUV光源方面，国内研究机构和企业探索了多种技术路线。目前EUV光源主要有以下技术路线：LPP（激光等离子体光源）、DPP（放电等离子体光源）、加速器光源、HHG（高次谐波产生）光源。LPP功率高，但造价昂贵，主要用于 EUV 光刻机；DPP功率高，造价相对低，多用于在线量测；加速器光源体积庞大，不适用于产线部署；HHG可桌面化部署、波长可调、成本可控，是下一代 EUV 量测核心方向。

在国内企业中，华芯极光主攻 LPP-EUV 光源，聚焦液滴锡靶的产生、动力学行为调控与精确测量等核心环节。华芯极光由北京航空航天大学林楠教授创办，团队采用近红外或中红外波段固体激光器驱动的LPP EUV光源方案，从电能到EUV光的转换效率已达到量产级EUV光源的三倍以上。

朗道科技聚焦 LPP-EUV光源研发，创始团队源于清华大学气体放电等离子体实验室。官网显示，公司正加速研发燧岩高功率极紫外光源腔体、二氧化碳轴快流激光放大器等产品。

朗道燧岩FlintMicro-LPP Alpha01

皓宇芯光则专注 HHG-EUV 光源路线，已覆盖软 X 射线到真空紫外全光谱区间；其HHG-EUV 光源检测分辨率优于 DUV 光源 10 倍以上。官方表示，公司已具备全栈式交付能力，在核心光源方面，单谐波功率可达 1 μW@ 13.5 nm（典型工作点，可按需定制波长），重复频率覆盖 kHz–MHz 宽范围以满足 IRDS 强调的大数据计量与在线测试需求。在工程化层面，公司提供模块化真空束线与计量系统，包括 EUV/VUV 单色器、高精度平场光谱仪、EUV专用功率计及自动化控制软件。

此外，哈尔滨工业大学在放电等离子体（DPP）EUV光源上取得进展，采用电脉冲激发方式，并引入类似核聚变磁约束的技术思路，实现了13.5纳米EUV光焦点功率43瓦的稳定输出。中科院上海光机所团队在2025年4月基于固体激光器开发出LPP-EUV光源，能量转换效率最高达到3.42%，超过部分欧洲研究团队水平。

尽管国内距离 EUV 整机商业化还有不小距离，但持续的科研投入、产业链协同攻关，正在一步步缩小技术差距。

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