日本本土尚未拥有完整自研并量产的EUV(极紫外)光刻机,但在EUV光刻技术的全球供应链中,日本却扮演着极为关键的角色。虽然真正制造EUV整机的只有荷兰ASML公司,但日本在光刻机核心部件材料、精密加工设备以及关键光学元件方面拥有领先的技术和产业基础。
一、日本是否拥有EUV光刻机整机制造能力?
1. 目前没有整机产品
日本目前没有类似ASML整机EUV光刻机产品。ASML 是全球唯一能够商业化提供EUV光刻设备的公司,其设备用于7nm以下工艺芯片的生产,技术极为复杂,包含数十万个零部件与超过5000名技术人员的协同开发。
2. 尝试自主研发中
虽然整机尚未推出,但日本已有计划在未来开发自主EUV设备。例如:
日本经济产业省在“国家半导体战略”中投资数十亿美元支持EUV相关技术;
日本科技企业与研究机构(如东京大学、理化学研究所)正在联合推进下一代EUV光源、镜头、对准系统等关键技术研发;
日本新创芯片公司Rapidus也宣布将在北海道设厂,计划量产2nm工艺,未来或将引入EUV设备,自主率目标提升。
二、日本在EUV光刻机中的关键作用
尽管没有整机,日本在EUV光刻核心组件上占据不可替代的地位。ASML的EUV光刻机虽然由荷兰主导整合,但其零部件和材料很多依赖日本供应商,主要包括:
1. 光掩模(光罩)基板
日本企业如 HOYA、旭硝子(AGC),几乎垄断全球EUV光罩基板市场。EUV 掩模要求极高的平整度和纯净度,全球几乎只有日本企业可以量产。
2. 光刻胶材料
东京应化工业(TOK)、JSR 等日本企业是世界领先的光刻胶制造商,尤其在EUV专用光刻胶方面技术领先。
3. 超高精度镜头
EUV光刻不使用传统透镜,而用多层反射镜系统。这些精密反射镜材料中,许多基材和镀膜技术来自日本的光学企业(如光洋精工)。
4. 硅片与硅抛光
日本的 信越化学 和 SUMCO 是全球前两大硅片供应商,提供EUV工艺所需的超高纯度晶圆。
5. 精密制造与机械
尼康(Nikon) 和 佳能(Canon) 虽然未进入EUV光刻整机领域,但其在DUV(深紫外)光刻领域仍有高水平产品,同时具备关键光学系统研发能力。
三、日本是否计划突破EUV设备?
1. 强力推动
2022年起,日本政府设立约5000亿日元(约40亿美元)专项资金,推动下一代芯片制造与EUV技术,包括EUV曝光机的研发和相关部件国产化。
2. Rapidus 项目引发关注
日本国家主导成立的新公司 Rapidus,目标是在2027年前量产2nm芯片,计划依赖EUV技术生产。
虽然前期将使用ASML提供的设备,但其愿景是逐步形成自主制造链。
3. 与ASML深度合作
日本企业与ASML关系密切。例如,HOYA、JSR等是ASML的重要合作伙伴,甚至ASML的一部分镜头系统由尼康光学工艺协助测试。
四、对全球格局的影响
不可替代的供应链环节:即使没有整机,日本企业依然是EUV系统中最关键的基础供应商之一,没有日本,EUV光刻就无法运行。
技术战略地位上升:在全球“去风险”趋势下,日本作为美国可信赖的技术盟友,正在芯片供应链中承担更高战略地位。
五、总结
虽然日本目前尚无自研商用EUV光刻机整机,但其在EUV核心零部件、材料和精密制造领域处于全球领先地位,是ASML及全球半导体工业不可或缺的重要合作方。随着国家层面的战略投资不断加大,日本未来在EUV整机研发方面具备潜力与意愿。因此可以说,日本没有EUV整机,但已经深度参与其中,并可能在未来几年成为EUV设备制造的“第二梯队”有力竞争者。