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2036年前完成EUV?俄罗斯的光刻机突围计划曝光!
发布于 2025-10-03 17:15 阅读()
在全球半导体格局中,俄罗斯选择了一条与众不同的技术道路。2025年9月底,俄罗斯科学院微结构物理研究所公布了国产极紫外光刻设备的长期发展路线纳米以下制程工艺。
这条路线图没有复制ASML的技术架构,而是采用了一套完全独立的技术体系。俄罗斯计划通过三个发展阶段,从2026年的40纳米级设备逐步升级到2036年的10纳米以下制程能力。
9月底,俄罗斯科学院微结构物理研究所公布了一项国产极紫外(EUV)光刻设备的长期路线年开始,通过三个发展阶段,到2037年实现亚10纳米制程工艺。
这一路线图显示,俄罗斯选择了一条与当前ASML主导的13.5纳米波长完全不同的11.2纳米波长技术路径,采用氙气等离子体光源和钌/铍反射镜的独特方案。
在全球半导体制造领域,EUV光刻技术长期以来由荷兰ASML公司独家主导,其13.5纳米波长的EUV设备已成为7纳米及以下先进制程的核心装备。
俄罗斯此次公布的路线图却选择了一条完全独立的技术体系,试图绕过ASML的重重专利壁垒。俄罗斯选择11.2纳米工作波长作为核心技术方向,区别于ASML公司采用的13.5纳米波长标准。
这种波长差异背后是一整套不同的技术体系。俄罗斯方案采用混合固态激光器与氙气等离子体光源,并使用钌和铍制成的反射镜。这种特殊材质可以有效反射11.2纳米波长的极紫外光。
与ASML设备使用锡滴产生EUV光不同,俄罗斯的氙气光源方案能避免锡碎屑污染光掩模的问题,从而大幅降低设备维护需求。同时,该方案无需依赖高压浸没液与多重图案化步骤,理论上能简化生产流程,降低技术门槛。
俄罗斯研发团队声称,使用EUV用于后沿节点带来了几个意外的好处,但他们都未提及11.2纳米波长激光带来的特殊性挑战。
俄罗斯的光刻机研发规划了一个清晰的三阶段发展路径,整个计划跨度从2026年到2036年,历时十年有余。
第一阶段(2026-2028年):将开发40纳米级设备,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。这一阶段的目标是建立基础制造能力,为后续升级奠定基础。
第二阶段(2029-2032年):将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。这一阶段的性能提升将显著增强设备的实用性。
第三阶段(2033-2036年):目标是实现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,能够满足各类芯片关键层的制造需求。
俄罗斯大力发展光刻技术的动力直接源于国际制裁下的半导体自主需求。由于国际形势变化,ASML、尼康等光刻设备供应商已暂停对俄罗斯出口。
俄罗斯进口芯片规模有限,2021年约为1亿美元,全球市场占比微乎其微。为此,俄罗斯政府制定了到2030年的芯片产业发展蓝图,旨在实现电子零部件本土化和减少对外依赖。俄罗斯的目标是到2030年将半导体市场份额提升至3%,并将国产电子元件比例从11%提高至70%。
为支持这一计划,普京总统批准了超过174亿元人民币的巨额资金,用于电子工程综合发展,包括建造新工厂。俄罗斯现有的两家主要晶圆厂Mikron和Angstrem公司预计将受益于国产光刻机的投入使用。
俄罗斯官员强调,“没有半导体主权,就没有技术主权”,这清晰地表明了俄罗斯追求芯片自主的坚定决心。
最核心的问题在于11.2纳米波长的非标准性——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约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。从产业基础看,俄罗斯虽在EUV核心技术领域有一定积累,但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。
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。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加复杂。
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。
如果俄罗斯的光刻机路线图能够顺利实施,将可能对全球光刻技术格局产生一定影响。这些设备并非面向超大规模晶圆厂的极限产能,而是旨在为小型代工厂提供高性价比解决方案。
通过提供无需浸没技术或锡基等离子体的清洁、高效、可扩展光刻系统,俄罗斯的技术平台可能吸引被ASML生态排除在外的国际客户。俄罗斯研发团队声称,其系统单位成本结构显著低于ASML的Twinscan NXE与EXE平台。
俄罗斯方案的成功落地将为全球半导体行业提供一个替代ASML垄断的选择,尤其可能受到那些寻求技术独立的国家和企业的欢迎。
从技术发展角度看,俄罗斯选择不同的技术路径也可能促进光刻技术的多元化发展,为行业创新提供新的思路,而俄罗斯的加入使全球光刻技术竞争进入多极化时代——
·荷兰ASML掌控话语权:垄断全球EUV设备供应,2024年出货62台EUV,单台售价超1.5亿欧元,其High-NA EUV原型机已突破8nm分辨率。
·中国三步走战略:规划2027年完成14nm DUV原型机,2030年突破EUV光源技术,2035年实现High-NA EUV覆盖。大基金三期投入500亿元攻坚“卡脖子”环节。
俄罗斯的EUV路线图是制裁倒逼下的技术革命,其价值不仅在于设备本身,更在于证明“非西方技术路线年的时间窗口可能错过AI芯片迭代浪潮,且需持续投入千亿级资金。
正如半导体分析师所言:“俄罗斯需要奇迹,但物理学定律不会妥协于政治意志”。若这场豪赌成功,全球半导体地图将迎来重构;若失败,则印证了尖端光刻技术仍是“工业王冠”上最难以摘取的明珠。
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