上海光机所取得中国芯片极紫外(EUV)光刻光源技术大突破,已经达到国际领先水平_半导体2025展会

中国在芯片制造领域迎来了一个关键里程碑。据环球时报旗下账号“哇喔·环球新科技”、观察者网等多家权威媒体报道，中国科学院上海光学精密机械研究所(简称中国科学院上海光机所)林楠研究员带领的科研团队，成功绕过二氧化碳激光，采用固体激光器技术开发出 LPP-EUV 光源，这一成果不仅打破了国外在该领域的长期垄断，更达到了国际领先水平，为中国自主开展 EUV 光刻技术的研发和应用奠定了坚实基础。

EUV 光刻机是现代芯片制造中极为关键的设备，其核心分系统之一便是激光等离子体(LPP)EUV 光源。此前，全球范围内该光源主要依赖美国 Cymer 公司制造的二氧化碳激光器，其激发的 Sn 等离子体能量转换效率(CE)大于 5%，是 ASML 光刻机的驱动光源，而 ASML 是目前全球唯一能够使用 EUV 光源的光刻机制造商，其在该领域一直保持着 100% 的市场份额。然而，由于美国商务部对华实施的出口管制政策，自 2019 年以来，ASML 等芯片公司被禁止向中国出售最先进的 EUV 光刻型号，这严重阻碍了中国芯片产业的发展。

但中国科研人员并未因此止步。林楠团队经过长期努力，另辟蹊径，使用固体脉冲激光器代替二氧化碳激光作为驱动光源。目前，该团队 1um 固体激光的 CE 最高可达到 3.42%，虽然尚未超过 4%，但已经超过了荷兰和瑞士研究团队的水平，达到了商用光源 5.5% 转化效率的一半。团队研究人员估计，光源实验平台的理论最大转换效率可能接近 6%，未来有望进一步提升。相关研究成果已于近期发表在《中国激光》杂志 2025 年第 6 期(3 月下)的封面。

林楠作为本篇论文的通讯作者，其科研背景和专业能力为这一成果提供了有力支撑。他现任中国科学院上海光学精密机械研究所研究员、博导，国家海外高层次人才，超强激光科学与技术全国重点实验室副主任，精密光学工程部技术总师，同时还是中国仪器仪表学会集成电路分会委员、中国光学工程学会微纳专委会委员。林楠曾在荷兰 ASML 公司担任研发科学家、研发部光源技术负责人，拥有十余年大规模集成电路制造与测量设备科研、工程项目研发和管理经验，目前已申请 / 授权美、日、韩等国国际专利 110 余项，多项专利已完成产品转化搭载在最新型光刻机及量检测设备中。他毕业于瑞典隆德大学，师从 2023 年诺贝尔物理学奖得主 Anne l'Huillier 院士，还曾在巴黎萨克雷大学与法国原子能署联合培养博士，并在瑞士苏黎世联邦理工大学从事博士后研究。

今年 2 月，林楠团队已在《激光与光电子学进展》第 3 期杂志发表封面论文，提出了一种基于空间束缚激光锡等离子体的宽带极紫外光高效产生方案，可用于先进节点半导体高通量量测，该方案获得了高达 52.5% 的转换效率，是迄今为止报道的极紫外波段最高转换效率，与目前商用的高次谐波光源相比转换效率提升约 6 个数量级，为国产光刻量测层面提供了更多新技术支持。

此次林楠团队建立的基于固态激光器的平台，与 ASML 的工业光刻设备所使用的二氧化碳驱动技术截然不同。论文中指出“即使转换效率只有3%，固态激光驱动的 LPP-EUV 光源也能提供瓦级功率，使其适用于 EUV 曝光验证和掩模检查。”相比之下，商用二氧化碳激光器虽然功率很高，但体积庞大，电光转换效率低(低于 5%)，且运行和电力成本高昂。而固体脉冲激光器近十年来取得了快速发展，目前已达到千瓦级的功率输出，未来有望达到 10 倍以上。

尽管目前固体激光驱动等离子体 EUV 光源的研究仍处于初期实验阶段，还未完全走向商业化，但林楠团队的研究成果已经为固体激光驱动等离子体 EUV 光刻光源及量测光源的国产化研发提供了重要的技术支撑，对于中国自主开展的 EUV 光刻及其关键器件与技术的研发工作具有深远意义。

在本月的一次投资者电话会议上，ASML 首席财务官戴厚杰(Roger Dassen)表示，他已了解到中国在光刻机替代相关技术方面的进展，并承认中国确实有可能制造出 EUV 光源。但他仍然认为，中国需要很多年才能造出一台先进的 EUV 光刻设备。然而，中国科研人员的不懈努力和持续突破，正在逐步打破这一预期。2024 年，ASML 实现净销售额 282.63 亿欧元，同比增长 2.55%，创下历史新高，其中中国成为其第一大市场，销售额达到 101.95 亿欧元，占其全球总营收的 36.1%。即便在当前半导体出口管制和关税的背景下，ASML 预计 2025 年中国区的销售额占总收入比重仍将略高于 25%。中国芯片产业的崛起，已成不可阻挡之势。

来源：半导体2025展会