台积电，三星等芯片制造商极力抢购EUV光刻机，为了拿到更多的产能，三星高层两次赶赴ASML荷兰总部。只因为EUV光刻机是制造7nm，5nm等高端芯片的必要设备。

然而美国打出“王炸”，使用另一种电子束光刻机造出了0.7nm芯片。这是如何实现的呢？电子束光刻机会取代EUV光刻机吗？

美国造出0.7nm芯片

用光刻机造芯片是行业的共识，通过光刻机进行曝光，把设计好的芯片线路图复刻在晶圆表面，然后再运用刻蚀机把这些线路雕刻出来。光刻机制程越先进，曝光的分辨率，精度就越高。

以EUV光刻机为例，采用13.5nm波长，运用极紫外光源可以实现极高的曝光效率，大约每小时可以曝光160片晶圆。

而这些晶圆将被用于制造7nm，5nm等高端制程芯片。一颗指甲盖大小的芯片，可以集成上百亿根晶体管。若使用DUV光刻机，193nm的波长无法实现百亿根级别的曝光精度，所以只能制造14nm，28nm等成熟制程芯片。

为了追求更高的曝光精度，ASML打算推出新一代的NA EUV光刻机，将实现2nm及以下的芯片制造。

不过新一代的EUV光刻机需要2024年才能交付，且一台设备的售价高达26亿元。价格昂贵不说，功耗，占地面积也非常大。

不过美国摆脱了对EUV光刻机的依赖，另辟蹊径用电子束光刻机造出了0.7nm芯片，这是如何实现的呢？

成功造出0.7nm芯片的是一家名为Zyvex的美国公司，Zyvex推出了ZyvexLitho1光刻系统。该光刻系统采用EBL电子束光刻技术，实现比EUV光刻机更高的精度和分辨率。

造出的芯片只有0.7nm的线宽，宽度只有2个硅原子的大小。因此Zyvex完成了人类历史上造出0.7nm芯片的一大壮举。

电子束光刻机会取代EUV光刻机吗？

EUV光刻机是目前制造高端芯片的必要设备，台积电，三星都通过EUV光刻机造出了5nm，4nm芯片产品。按照正常的思维逻辑，要想造出比这更先进的芯片，似乎也只有采用新一代的EUV光刻机了。

但美国公司打造的电子束光刻机打破了这一规则，而且造出的0.7nm芯片即便是EUV光刻机也未必能做得到。如此先进的电子束光刻机，会取代EUV光刻机吗？

答案是不可能。尽管电子束光刻机的分辨率和精度比EUV光刻机高，但是在产业链方面，不具备产能优势。

EUV光刻机作为一种商品，需要按照制造商的要求生产出大量芯片。按照一台EUV光刻机每小时160片曝光的数量来计算，一个月的产能大概是11万片左右。若晶圆为12英寸，大约能切割500块芯片，11万片晶圆也就是5500万颗芯片产能。

当然，实际生产过程中也许会有差异，但EUV光刻机的确能给制造商带来巨大的产能支持。更何况台积电手中持有80台EUV光刻机，产能优势十分巨大。

可如果使用电子束光刻机，就未必有这样的产能优势了。

一方面电子束光刻机出货量有限，Zyvex公司承接订单半年内才能出货，一年也交付不了几台设备，不可能撑起庞大的芯片制造业产值，所以在芯片产能这一块，电子束光刻机没有取代EUV光刻机的条件。

另一方面电子束光刻机不适用于常规的芯片制造，只能给量子计算机这类细分领域生产高精度芯片。而EUV光刻机不管是电脑CPU，GPU还是高端汽车芯片等等都能生产。

电子束光刻机的价值

所以综合来看，电子束光刻机不可能替代EUV光刻机，那是不是意味着电子束光刻机毫无价值吗？并不是。

因为电子束光刻机的出现给人类探索芯片制造提供了更多的可能性。人类生产的芯片能够突破到5nm，4nm甚至是3nm，就是因为在不断的探索中前行，尝试各种各样的方向，最终找到一条合适的路。

如今摩尔定律结束的话题被很多人讨论，认为EUV光刻机无法继续支持芯片制程持续突破。

不过电子束光刻机既然能造出0.7nm芯片，就说明具备突破摩尔定律极限的条件。哪怕不能将电子束光刻机大规模商用，可是在特定领域，也能发挥出巨大的价值。包括提升量子计算机的运算能力，在超高性能场景提供算力支持等等。

写在最后

美国打出“王炸”，美企对电子束光刻机的探索说明半导体还有很多的未来。不用EUV光刻机也能造出0.7nm芯片，可见EUV光刻机并不是生产高端芯片的唯一设备。人类能在芯片制程上走多远，令人充满期待。

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