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国外光刻机多少纳米
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科汇华晟

时间 : 2025-04-21 10:09 浏览量 : 1

光刻机的纳米制程能力,是衡量其先进水平的重要标准。


目前全球最先进的光刻机来自荷兰ASML公司。ASML是唯一能够量产极紫外光(EUV)光刻机的公司,其最先进设备已经广泛应用于7纳米、5纳米、甚至3纳米芯片的生产。在某些试验线中,ASML还推出了“高数值孔径”(High-NA)的EUV光刻机,目标是实现2纳米甚至1纳米制程。这些设备极为复杂,由几十万个零部件组成,价格高达1.5亿欧元以上。像苹果、台积电、三星这些全球最顶尖的芯片厂商,都是ASML EUV设备的重要客户。比如苹果A17 Pro、M3芯片、骁龙8 Gen3等先进芯片,正是通过EUV光刻完成其核心结构。


在ASML的技术体系中,制程能力的提升不仅仅依赖更短波长光源,还借助先进的多重曝光技术、浸没式光刻技术、高精度对准系统等综合提升。例如,ASML的193纳米ArF浸没式光刻机,理论上只能达到45纳米,但通过多重图案叠加和精准校准,已被应用到28纳米、14纳米,甚至部分7纳米制程线中。这也说明,光刻机的“制程节点”并不完全等同于光源波长,而是一个系统综合能力的体现。


与ASML相比,日本的两大光刻机制造商——尼康(Nikon)和佳能(Canon)——则更侧重于传统深紫外光(DUV)光刻设备。尼康的最新产品可以支持28纳米以下制程,部分型号通过多重曝光也能勉强支持14纳米节点,但并不具备EUV光刻能力。因此,尼康设备多用于图像传感器、DRAM芯片、汽车电子等领域,而非最尖端的处理器制造。佳能则主要专注于成熟工艺市场,光刻能力大多在90纳米到130纳米之间,在模拟芯片、功率器件、MEMS(微机电系统)领域有广泛应用。此外,佳能正在尝试研发一种名为“纳米压印光刻”(Nanoimprint)的新技术,理论上可以达到10纳米以下,但目前还未实现大规模商业化。


虽然ASML主导EUV整机制造,但它的很多核心部件,如掩模基板、光刻胶材料、反射镜、硅片等,却来自日本企业。例如,光罩基板几乎被日本HOYA和旭硝子垄断,EUV光刻胶主要来自东京应化、JSR等厂商,这说明即便没有整机,日本在先进纳米制程背后的供应链中也占据着极为关键的地位。


美国虽然没有本土光刻机制造商在前端曝光设备领域取得领先,但却是光刻系统中很多核心软件和部件的供应者,比如EDA(电子设计自动化)工具、对准系统算法、离子注入设备等领域都由美企主导。可以说,虽然光刻机的最小纳米能力是硬件水平的代表,但真正实现这些先进节点,还需全球多国技术协同。


从产业发展趋势看,1纳米以下的芯片制程已经列入开发计划,而实现这些节点需要更新一代的光刻设备——高数值孔径EUV(High-NA EUV)。目前ASML正在量产此类设备,其数值孔径从传统的0.33提升至0.55,可支持更小光斑、更高解析度,从而实现1.8纳米甚至1纳米的技术节点。预计这些设备将在2025年起投入试产线,为未来的AI芯片、超级计算芯片提供技术支持。


总的来说,国外最先进的光刻机目前可以支持到3纳米以下制程,未来将向2纳米、1纳米甚至亚纳米级进军。

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