光刻机有新方向了？

这两天，“ASML堵住EUV光刻机的路，但国产光刻机有了3大新方向”的消息又开始了一轮浮夸沸腾！

参与浮夸的不仅包括“互联网乱侃秀”，还冒出来一个“姜博士讲专精特新”。

到底怎么回事呢？

其实我们从上面截图就可以看到，类似的“国产光刻机有了3大新方向”是2021年、2022年就开始浮夸沸腾的概念。我们看看他们是怎么说的。

这位“姜博士讲专精特新”在2023年2月25日的文章提到国产光刻机迎来3大新方向：

第一，电子束光刻。精细度比EUV光刻机还高，量产问题待攻克；

第二，纳米压印。成本比EUV光刻机低，只要能提高精细度还是很有机会的；

第三，DSA光刻。通过化学材料刻画，目前老美、欧洲实验室里也在研究这个方向。

那么事实如何呢？我们逐一分析。

第一，关于电子束光刻

实际上，电子束光刻领先企业Mapper于2018年12月28日宣布破产。2019年，ASML收购位于荷兰代尔夫特的高科技公司Mapper的知识产权资产。

目前ASML已经将其收购的电子束光刻业务发展为晶圆检测系统业务。

第二，关于纳米压印NIL光刻

纳米压印光刻NIL最领先的企业是日本佳能。佳能通过十几年的开发，到2022年已经实现14纳米的线宽分辨率，相当于5纳米节点逻辑芯片制程能力。但是由于其固有的缺陷密度问题，目前最有可能会被先进的DRAM存储芯片厂商采用。

第三，DSA光刻

DSA也已经提出十几年时间了，包括英特尔、IBM、三星等国际知名半导体企业以及IMEC、CEA-Leti等研究机构开始针对DSA光刻技术开展了系统性的研究和产业化尝试。IMEC在2021年便已经进行了18纳米线宽分辨率的DSA光刻。所以在这个领域仍然是传统半导体巨头深入研究的技术。

当然，DSA本身并不是一种工具技术，它虽然可以达到很高的分辨率，但是通常需要与传统的EUV光刻结合才可以完成功能。因此，把其作为EUV光刻机的替代工具不太现实。

“三大新方向”并非“产业新方向”

实际上，所谓的光刻技术“新方向”，并非我国产业发展的“新方向”，而是国际器件与系统路线图中总结的新技术方向。

比如，电子束光刻领先企业Mapper破产后，电子束光刻技术作为大批量芯片量产工具的可行性不被看好。但在2021年的国际器件与系统路线图中，我们依然可以看到纳米压印NIL和DSA光刻。

而到了2022年，在先进逻辑芯片光刻技术路线图中，主要包括三个：

1，第二代高数值孔径EUV光刻机（ASML目前正在量产）；

2，6.x纳米波段超EUV光刻机；

3，DSA。

结语

综上所述，我国目前并没有所谓的三大“光刻机新方向”。所谓的三大“光刻机新方向”只是半导体界过去二十年发展过程中出现的和EUV光刻机并行的几个技术概念而已。它们已经被半导体界研究了二十多年，并且已经在欧美半导体研究体系里被广泛地研究，尤其是以荷兰ASML为代表的电子束光刻和以日本佳能为代表的纳米压印NIL光刻已经进行了广泛地芯片制造工艺研究。

实际上，欧美半导体界不仅对以上所谓三大“光刻机新方向”进行了技术垄断，而且在其他技术路线上也进行了广泛的布局，包括目前ASML正在考虑的第三代超NA EUV光刻机。这些产业问题的技术壁垒，从根本上来说，实际上和科技发展的组织、管理是直接相关的，因此并非简简单单投入资金和人力、随便找一个所谓的“新方向”就可以超越的事情。

对此，大家有什么高见呢？欢迎留言讨论！

参考资料

2021 IRDS Lithography (ieee.org)：https://irds.ieee.org/images/files/pdf/2021/2021IRDS_Litho.pdf

IRDS 2022 Lithography (ieee.org)：https://irds.ieee.org/images/files/pdf/2022/2022IRDS_Litho.pdf

Imec展示了18nm间距线/空间图案，采用高气定向自组装工艺 (techxplore.com)：https://techxplore.com/news/2021-02-imec-18nm-pitch-linespace-patterning.html