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在 2025 年中国台湾半导体展(SEMICON Taiwan 2025)上,蔡司半导体制造技术部门(Zeiss Semiconductor Manufacturing Technology)揭示了极紫外(EUV)光刻技术的未来发展方向,阐述了其从高数值孔径 High NA 到超数值孔径(Hyper NA)这一下一前沿领域的光学技术路线图。
蔡司高级首席科学家、EUV 光学设计核心架构师之一Dr. Heiko Feldmann观众表示,蔡司目前已交付超过 10 套 High NA 光学系统。
这一里程碑标志着光学技术已从实验阶段转向量产设备阶段—— 目前 ASML 正将这些光学系统整合到扫描仪中,用于先进逻辑芯片与存储芯片的生产。
“光刻技术的核心任务是数据传输 —— 更快、更经济、更精准且更节能,” Feldmann指出,他将光学系统不仅定义为玻璃与镜片的组合,更视其为摩尔定律的核心支柱。
从带宽到吞吐量的技术演进
Feldmann梳理了技术进步的三大核心驱动力:一是扩大光学带宽,二是通过照明与光学质量优化提升 K1 因子,三是扩大加工面积以提高吞吐量。他提到,光源功率已提升了一个数量级,这就要求镜片在承受高强度热量的同时,实现最小化的形变。
两年前,蔡司交付了首套 High NA 光学系统 —— 这是一款专为真空计量设计、重达 12 吨的设备,此后交付量持续增长。目前这些系统已用于 “实际芯片层” 的生产,而非仅用于测试结构,这成为先进制造领域的重要转折点。
Hyper NA:已现曙光的下一代技术
展望未来,蔡司正为下一代 EUV 光学技术 ——Hyper NA(超数值孔径)做准备。Feldmann表示,蔡司已研发出一种光学设计方案,该方案可适配现有
High NA 设备的相同尺寸框架 —— 这对控制成本至关重要。

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该设计将沿用 6×6 英寸掩模与变形放大技术,不过曝光区域会有所缩小。他还提出,行业可探讨采用 6×2 英寸掩模规格,以此平衡生产效率与拼接工艺之间的取舍难题。
Hyper NA 技术有望将带宽与数据传输速率再次提升一倍,在保证可制造性的同时,进一步提升分辨率与对比度。
台积电的深度参与
问答环节凸显出芯片制造商对 EUV 技术演进的高度关注。台积电的工程师提出了两个问题,这一细节表明,作为计划未来数年采用 High NA 技术的晶圆代工厂,台积电正以实操视角深度关注该技术发展。

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第一个问题深入探讨了掩模尺寸问题。当前高 NA 扫描仪采用标准 6×6 英寸掩模规格,但受变形成像技术影响,单次曝光仅能覆盖晶圆上一半的区域。这一情况会降低吞吐量,引发生产效率方面的担忧。
Feldmann确认,根据当前技术路线图,高 NA 与 Hyper NA 技术都将沿用 6×6 英寸掩模,但也承认其中的权衡取舍:“确实,单次曝光只能覆盖晶圆上一半的区域。”
他补充道,行业内已有人提议采用 6×2 英寸掩模,以恢复更大的曝光区域并减少拼接工艺的使用。尽管蔡司的光学系统可适配两种掩模规格,但费尔德曼强调,这一选择属于行业战略性决策,而非光学技术层面的必然要求。若采用新掩模规格,整个生态系统的掩模制造、操作及成本结构都需重新规划。
台积电另一位工程师则询问了 Hyper NA 光学系统中的偏振问题。Feldmann回应称,在 Hyper NA 技术涉及的大角度下,偏振效应确实会存在,但多数预期的 Hyper NA 应用可能无法从中获得显著收益。不过,蔡司已开发出可按需引入偏振的技术方案,尽管这会牺牲部分光效率。
此次演讲凸显出蔡司的战略重心已从验证 EUV 技术可行性,转向推动该技术的规模化应用,而 Hyper NA 已被明确为下一阶段的技术战场。对台积电及其他同行而言,现场提出的问题则表明,芯片微缩的未来发展,正高度依赖于 EUV 光学技术的持续突破。

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原文标题:
SEMICON Taiwan 2025: Zeiss hits milestone of 10 High NA optic systems shipped as TSMC probes future of Hyper NA EUV
原文媒体:digitimes asia
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