华为光刻机扫描仪专利曝光，能否引领国产7nm芯片工艺杀出重围

最近有消息称，中国华为技术有限公司于11月15日向中国国家知识产权局申提交了一份极紫外光（EUV）技术的专利申请。称其正在开发用于半导体制造过程的极紫外光 (EUV) 扫描仪，专利申请号为202110524685X

这一消息是在华为与美国政府之间的紧张关系日益加剧之际发布的，可能是对美国政府近年来不断对华为公司实施了一系列制裁的回应。

华为申请的这一项专利，涵盖整个 EUV 扫描仪，包括 13.5 nm EUV 光源、反射镜、印刷电路光刻和适当的系统控制。

虽然申请专利与制造精确的 EUV 扫描仪是两回事，但它可以使中国生产低于 7 纳米的芯片并拥有本土半导体生产工艺。

然而，在这方面的进展可能会继续受到美国政府制裁的阻碍，这限制了华为进入某些技术和市场。

值得注意的是，中芯国际无法获得已经采购的EUV工具来开发自己的基于EUV的制造工艺。因为瓦森纳协议生效并禁止向中国公司出售先进工具，这些计划被取消。

很明显中国对 EUV 扫描仪的潜在需求是存在的，显然，华为急于解决这个问题。

根据中国台湾省的媒体UDN报道称，除华为外，中国本土研究机构如清华也提出了EUV光刻相关技术，以克服光源技术壁垒，掌握可用于EUV光刻的新光源。中国科学院还掌握了镜像系统技术。

尽管EUV光源技术取得了突破，但EUV机器制造起来并不容易，因为一台EUV机器中有超过10万个零部件，需要庞大的供应链协同，这对任何一个试图打造的国家来说都是一大障碍，尤其还是在没有从其他组件来源获得帮助的情况下从头开始。

过去几年，华为一直在悄悄开发国内半导体生态系统，试图应对美国对其技术出口的制裁，这些制裁使其无法获得先进芯片。

从EDA、设备、材料，到晶圆代工、测试、封装，投资了半导体供应链上的众多公司。

中国台湾省媒体UDN还报道称，华为在研发EUV光刻的同时，也在研发“绕过”光刻的技术。例如绕开美国对硅晶圆的垄断技术，转而采用光电晶圆等做法。

有趣的是，全球唯一一家EUV设备供应商ASML在2016年申请了类似的专利（US2016007434A1），但专利权范围不同。

两项专利的区别在于，华为采用了旋转照明装置，减少了同一区域亮或暗图案的数量，而ASML的专利则是让同一束光分束入射到不同的点，从而产生均匀的光在相对可移动和固定的平板和反射器组上。

ASML的EUV机台采用Cymer的光源装置。Cymer 总部位于加州圣地亚哥，2013年被 ASML 收购。

ASML历时17年研发出第一代多图形EUV设备，至今只有台积电、三星、美光、英特尔、SK海力士使用过。目前，禁止中国进入EUV，但可以进口用于生产28nm及以上成熟节点芯片的DUV。

根据 ASML 的网站，其 EUV 技术使用波长为 13.5nm 的光，比 DUV 光短 14 倍以上。

激光产生的等离子体 (LPP) 源、直径约 25 微米的熔融锡液滴以每秒 70 米的速度从发生器中喷出。当它们下落时，液滴首先被低强度激光脉冲击中，将它们压扁成煎饼形状。

然后一个更强大的激光脉冲蒸发扁平的液滴以产生发射极紫外光的等离子体。为了产生足够的光来制造微芯片，这个过程每秒重复 50,000 次。

ASML在其2022年第三季度财报电话会议上宣布，将继续向中国出货DUV光刻设备，并将产能提高至90台EUV和600台DUV系统（2025-2026），并增加其High-NA EUV容量为 20 个系统（2027-2028）。

华为专利申请202110524685X中的图

尽管美国制裁不断增加，EUV扫描仪的开发对华为和半导体行业来说都是一个重要的开始。

相信华为对半导体产业的野心不仅限于芯片生产，还包括建造晶圆厂设备，华为的发展可以代表整个中国产业的新里程碑。