全球芯片制造領域,ASML公司所生產的極紫外(EUV)光刻機無疑占據著獨一無二的地位。作為唯一能夠制造此類高端設備的廠商,ASML在市場上的地位無可撼動,讓眾多芯片制造商別無選擇。
然而,EUV光刻機不僅在價格上令人咋舌,其耗電量也同樣驚人。據媒體報道,一臺功率為250瓦的EUV光刻機,一年的耗電量可能高達3萬度,若以此推算,10臺設備一年的耗電量便可達1億度,數量級的增長令人咋舌。
EUV光刻機之所以耗電量巨大,根源在于其極低的能量轉換效率。目前,ASML的EUV光刻機整體能源轉換效率僅為0.02%左右。這意味著,為了驅動一臺250瓦輸入功率的EUV光刻機,實際需要輸入的功率高達1250千瓦。
這一低效的能量轉換主要歸咎于EUV光源的獲取過程。ASML采用高功率二氧化碳激光脈沖照射錫滴液靶材來產生EUV光源,這一過程需要超過30千瓦的功率,單個激光脈沖的峰值功率甚至可達數兆瓦。在激光的持續作用下,錫滴被激發成等離子體,釋放出波長為13.5納米的極紫外線。然而,這一過程中存在巨大的能量損耗,導致最終的實際轉換效率極低。
鑒于EUV光刻機的高能耗問題,近年來眾多研究機構一直在探索提高能量轉換效率或采用其他方式生產13.5納米光源的方法。近日,中國上海光機所的林楠團隊取得了一項突破性進展,他們研發出了一種基于“固體激光器”的技術路線,成功產生了13.5納米波長的EUV光源。
更為重要的是,這種新技術的能量轉換效率相比ASML的現有技術直接翻倍,相當于功耗降低了50%。這一成果無疑為降低EUV光刻機的耗電量提供了全新的可能。
如果未來的EUV光刻機能夠采用這種新技術,其耗電量將有望大幅降低,這無疑將為所有芯片制造企業帶來福音。盡管從技術研發到實際應用還需要經歷漫長的過程,但這一成果已經讓我們看到了中國EUV光刻機技術不斷逼近世界領先水平的希望。
隨著中國在EUV光刻機技術領域的不斷探索和突破,我們有理由相信,未來中國有望制造出比ASML更加先進的EUV光刻機,為全球芯片制造業的發展貢獻更多力量。