ASML 去年底向 Intel 交付了全球首台 High NA EUV 極紫外光刻機,並且目前正在開展對 Hyper NA EUV 光刻機的研究工作,這一新型光刻機有望實現半導體工藝推進到 0.2nm 左右,也就是 2Å (埃米)。ASML 初代的 Low NA EUV 光刻機的孔徑數值為0.33,其產品線包括 NXE 系列的 3400B/C、3600D、3800E,還有即將發佈的 4000F、4200G 以及 4X00 機型。這些裝置預計將在 2025年啓動 2nm 級別量產能力,並將在未來通過增加曝光次數來實現 2027年達到 1.4nm 級別量產的目標。

進一步的升級是 High NA 光刻機,其孔徑數值提升到 0.55,所對應的產品為 EXE 系列。當前版本包括了 5000 和 5200B,還計劃推出 5400、5600 和 5X00 等型號。這些新型號將開始適應低於 2nm 工藝,並且 Intel 將以 14A 1.4nm 工藝首次使用它。預計到 2029年,這些機型將能夠量產 1nm 規格,結合多重曝光技術,到 2033可能實現最高 0.5nm 的量產,至少可達到 0.7nm 規格。

至於更先進的 Hyper NA 光刻機,預計將達到 0.75 或更高的孔徑數值,計劃在2030年前後推出,這標誌著 HXE 系列的開始。對於 ASML 來說,Hyper NA 光刻機有可能實現 0.2nm 甚至更先進工藝的量產,但這一預測的可信度還有待考究。

需要注意的是,這裡提到的工藝節點,並非指的是晶體管的實際物理尺寸,而是一種相對等效的表述方式,它基於性能和能效的比例提升來定義。例如,0.2nm 工藝實際上對應的晶體管金屬間距在 16-12nm 之間,未來還會進一步縮小至 14-10nm 。

Low、High 與 Hyper 三個級別的光刻機都將使用同一個 EUV 平台,並在許多模塊上實現通用性,這將大幅降低研發、製造和部署成本。然而,High NA 光刻機的價格高達約 3.5億歐元,Hyper NA 版本預計會更昂貴,並進一步接近物理極限。因此,無論是技術還是成本方面,面對未來 Hyper NA 之後的路徑,目前仍有很多不確定性。

IMEC 微電子研究中心的項目總監 Kurt Ronse 對此表示擔憂:「很難想象僅有 0.2nm 大小的裝置元件,這僅相當於兩個原子寬度。也許在某一刻,現有的光刻技術將會走到盡頭。」

 

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