
“就算给我们图纸,中国也造不出光刻机。 ”多年前,ASML技术人员曾对到访的中国工程师抛出这样的评价。
2025年初的哈尔滨工业大学实验室里,一台产生13.5纳米极紫外光的装置正在无声地改写历史。
当这项名为“放电等离子体极紫外光刻光源”的技术获得国家一等奖时,ASML沉默了。
美国对华芯片管制层层加码,从2022年的《芯片与科学法案》到2025年将42家中国实体列入黑名单,甚至试图封锁使用美国软件设计的芯片对华出口。
高压之下,中国选择了一条看似不可能的路,用完全不同于西方的主流技术路径,撬开了EUV光刻机最坚固的堡垒之一:极紫外光源。
极紫外光刻机被称为“半导体工业皇冠”,而光源系统则是皇冠顶端的“明珠”。
全球唯一能生产EUV光刻机的ASML,其光源技术依赖美国Cymer公司的“激光产生等离子体”(LPP)方案:用高能二氧化碳激光轰击锡滴,产生等离子体辐射极紫外光。
这种方法需要精密的光学控制和大功率激光器,成本高昂且技术被长期垄断。
哈工大赵永鹏教授团队选择了截然不同的路径“激光诱导放电等离子体”(LDP)。
简单来说,先用激光将少量锡蒸发成气态,再通过电极间的高压放电将锡蒸气“点燃”为等离子体。
这种方法直接将电能转化为极紫外光,能量转换效率更高,设备结构更紧凑,且绕过了ASML的专利壁垒。
尽管输出功率暂未达到ASML的250瓦商用标准,但120瓦的实测功率已能满足初期芯片生产和实验需求。
关键是,LDP技术运维成本低、技术难度相对较小,可快速集成到国产光刻机中。 正如团队所述:“我们不是跟在别人后面追,而是重新画了一条赛道。 ”
赵永鹏团队从2008年便开始研究放电等离子体技术,历时15年才实现参数优化。
过程中最大的挑战是等离子体稳定性,放电脉冲的时序、电极材料选择、锡蒸气密度等因素都会影响光源质量。
团队通过调整预主脉冲延时、惰性气体混合比例(如Xe/He/Ar)等参数,最终将输出功率稳定在实用水平。
在哈工大突破光源技术的同时,其他关键子系统也在同步攻克:华卓晶科的双工件台已达到EUV标准,中科科仪的镀膜设备将物镜精度控制在0.1纳米;
拓荆科技的混合键合设备、中微公司的5纳米刻蚀机均已进入量产线。 2024年,科创板半导体设备企业出货量突破1.6万台,专利储备超4000项,形成从设计到封测的全链条配套能力。
“单点突破无法支撑整个产业,但现在我们是多点开花。 ”一位参展2025湾芯展的工程师形容。 这种“各守一方、协同作战”的格局,彻底改变了早期国产设备零散突破的被动局面。
英伟达CEO黄仁勋在2023年坦言,管制导致公司对华出口下滑,中国市场收入占比从20%骤减;
2024年,美国半导体行业协会报告显示,本土企业因出口限制损失数百亿美元订单。
管制加速了中国技术自主化,2024年中国芯片进口额下降10%,华为麒麟9000S芯片、中芯国际7纳米工艺等成果接连出现。
2023年对镓、锗实施出口管制(中国供应全球94%的镓和83%的锗),2025年进一步收紧稀土出口。
美国半导体企业被迫转向越南、加拿大采购,成本上升20%,且短期难以替代。 这种“锁喉与反锁喉”的博弈,促使全球半导体产业链加速重构。
荷兰ASML对华业务在2024年下降30%,而中国正通过“一带一路”科技合作扩大与其他市场的技术联动。
哈工大的突破引发外媒激烈讨论。 《南华早报》指出,该技术“用差异化路径绕过美国封锁”;Techovedas分析认为,LDP方案的能量效率可能挑战ASML主导地位;
YouTube科技博主则直言:“中国EUV光源突破后,美国紧急修改管制措施。 ”这些反应从早期质疑(如ASML称“中国技术落后15年”)转向承认中国创新的不可逆。
中国在人工智能、量子通信等前沿领域的国际标准制定中日益活跃,而极紫外光源的另类路径,意味着中国可能在未来光刻技术规范中嵌入自身方案。
正如《全球半导体产业链的重构及其应对》所述:“开放合作仍是产业共识,但自主可控已成为大国博弈的底牌。”
哈工大的极紫外光源像一束微光,照亮了国产芯片的迷雾,但更庞大的博弈才刚刚开始。
当中国在光源、工件台、物镜等子系统上逐一突破,当科创板半导体设备企业以16.3%的研发投入强度狂奔,在技术民族主义与全球化裂痕并存的今天,自主创新的边界究竟在哪里?
有人担忧,过度强调自主会割裂全球技术生态;也有人反驳,没有核心技术主权,开放合作不过是空中楼阁。
保护主义可能引发连锁反弹,但完全依赖他国技术同样脆弱。在哈工大实验室的13.5纳米光芒之后,中国需要回答的不仅是“如何造出光刻机”,更是“如何定义技术全球化的新规则”。
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