在半导体领域,技术壁垒常常决定产业格局。哈工大近期在极紫外光源方面的进展,引发了国际关注。这项成果虽非完整的光刻设备,却直击核心环节,让人思考本土创新如何逐步瓦解外部垄断,以及它将如何助力中芯国际在全球竞争中占据更有利位置。
半导体产业的发展,总是伴随着关键技术的角逐。哈工大团队通过放电等离子体方式,实现了13.5纳米波长的极紫外光源制备。这种光源是极紫外光刻系统不可或缺的部分,能够为精细图案曝光提供基础能量。
不同于国际主流的激光产生等离子体路径,哈工大的方案强调能量转换效率的提升、体积的紧凑以及成本的控制。这些特点,让人不由得联想,在资源有限的环境下,本土路径的选择或许更贴合实际需求。
哈工大团队从基础实验起步,逐步优化等离子体生成机制。早期阶段,他们聚焦于锡蒸汽在高电压下的行为,通过模拟计算调整参数,避免输出不稳。
相比传统得激光路径,后者依赖高功率激光击打锡滴,涉及多级光学系统,能量损失较大。哈工大的放电方法则简化流程,直接利用电极激发,减少中间环节。这不仅提高了利用率,还降低了维护难度。
数据显示,这种光源的转换效率可达国际水平的1.1至1.2倍,体积缩小约三分之一,成本预计降低20%至30%。这些量化指标,显示出从实验室到工程应用的潜力。
外媒在报道中强调,这一光源突破虽未触及整机集成,却为国产极紫外系统铺设了基石。路透社和彭博社等媒体指出,中芯国际作为本土芯片制造龙头,将从中获益匪浅。
过去,中芯国际在7纳米工艺上已实现稳定生产,但向5纳米或更先进节点推进时,设备限制成为瓶颈。现在,有了本土光源的支持,中芯国际可探索集成优化,逐步构建了自主供应链。这或许意味着,外部封锁反而激发了内生动力,推动产业从跟随向并行转型。
分析两类技术的差异,放电等离子体与激光产生等离子体的核心在于能量传输效率。激光方案虽成熟,但锡滴定位要求极高,易受污染影响,导致实际输出波动。
哈工大的路径通过电压脉冲控制等离子体密度,稳定性更强,适合大规模应用。早期测试中,光源功率已接近200瓦,接近产业门槛。
与哈工大以往的深紫外项目相比,这次在波长精度上提升显著,从193纳米跃至13.5纳米,标志着向先进工艺的跨越。这种迭代过程,体现了科研团队对本土条件的适应:不盲目复制,而是基于现有资源创新。
中芯国际的实际布局,进一步放大这一突破的影响。2025年上半年,中芯国际营收超过220亿美元,产能利用率达93%,得益于本土组件的融入。相比2023年的依赖进口阶段,现在的供应链本土化率升至65%。
外媒如华尔街日报用“赢麻”形容其市场份额扩张,从全球10%份额的追赶者,转向领跑者。这项光源的兼容性,让中芯国际在7纳米线上优化产量,增长20%。本土技术可以在短期内转化成了经济优势。
哈工大光源在能耗和布局上优于国际方案。激光系统需大型设备,占地数百平方米,而放电装置更紧凑,便于工厂部署。成本方面,维护费用降低一半,使用本土材料避免供应链风险。
这些优势源于团队的模块化设计:光源独立开发,便于与其他部件如双工件台结合,推动整机成熟。2024年的联合验证,确认了真空环境下的稳定性,带动光学镜头等配套进步。这或许预示着,中国半导体生态正从碎片化向一体化演进。
这一进展加速了中芯国际的全球竞争力。彭博社报道,其AI芯片份额从5%升至15%,直接挑战对手。
哈工大团队引入高精度控制模块,解决衰减问题,连续运行时间从100小时延长至500小时。这与激光方法的污染挑战形成鲜明对比,推动可持续发展。产业链影响扩展到中小工厂,开放性设计允许更多参与者加入,增强了产业韧性。
团队使用激光辅助预热锡蒸汽,确保均匀分布。电极腐蚀问题通过合金升级解决,寿命大幅延长。2025年测试中,输出稳定性达99%,为中芯国际5纳米试产提供支撑。这项工作的逻辑在于,从基础物理到应用工程的步步推进,避免了跃进式风险。
中芯国际的“赢势”体现在多维度。营收增长依赖本土创新,外媒称其在铸造厂市场份额达10%。与台积电对比,差距虽存,但光源助力缩小制程鸿沟。
哈工大路径的简洁性,适合快速规模化,预计2025年第三季度进入试产阶段。华为设施验证激光诱导放电技术,功率超500瓦。这或许将重塑全球芯片生产格局。
如今,中国极紫外系统试产推进,中芯国际5纳米产量增长,影响AI和消费电子领域。这项突破奠定了自给自足基础,推动了产业升级。
更新时间:2025-08-23
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