解码中国光刻挑战ASML：从SiCarrier到替代EUV路径

随着北京向半导体自力更生迈进，高端芯片制造工具不可或缺，但由 ASML 控制的光刻技术带来了最大的挑战，其用于 5 纳米以下芯片的 EUV 机器禁止出口。值得注意的是，ASML 2025 年第三季度销售额的 42% 来自中国，这凸显了该国对这家荷兰巨头不太先进的 DUV 工具的依赖。

尽管如此，在 SiCarrier 和 AMIES 等公司的推动下，进展仍在进行中，AMIES 是上海微电子设备 （SMEE） 的分拆公司。以下是中国最新进展和该国主要技术障碍的快照。

SiCarrier 的光刻雄心面临 SAQP+DUV 限制

在 3 月的 SEMICON China 上，成立于 2022 年的 SiCarrier 推出了一套晶圆厂工具，包括外延 （EPI） 系统、蚀刻工具、化学气相沉积 （CVD） 设备、物理气相沉积 （PVD） 齿轮和原子层沉积 （ALD） 机。

然而，引起最大轰动的是传闻中的 SiCarrier 进入光刻机领域。据彭博社报道，该公司于 2023 年底获得了一项专利，该专利利用自对准四重图案化 （SAQP） 和深紫外 （DUV） 光刻技术，无需 EUV 即可实现 5nm 级性能。

尽管如此，重大挑战仍然存在。DUV 光刻使用 193 nm （ArF） 或 248 nm （KrF） 的波长，与 EUV 的 13.5 nm 波长相比，每次曝光可实现的最小特征尺寸本质上受到限制。

由于无法进入 EUV，SiCarrier 和其他中国公司转向具有多次 DUV 暴露的 SAQP 等技术来生产先进芯片。然而，这种方法容易出现对准错误，从而推高缺陷率。

据 Wccftech 援引机构投资者数据称，中芯国际的 5nm 晶圆预计将于 2025 年完成开发，成本可能比台积电的同类产品高出 50%，据报道良率低至 33%，凸显了基于 DUV 工艺的局限性。

国产 DUV 机器在不确定性中初具规模

尽管良率面临挑战，中国仍在推进国产 DUV 光刻机的发展，这是迈向芯片独立的关键一步。据英国《金融时报》9月报道，中芯国际正在测试上海初创企业宇良盛的DUV系统，据报道该系统与SiCarrier有关。

据称，正在试验的机器是一款 28nm DUV 工具，采用多图案技术生产 7nm 芯片。然而，该报告指出，尽管它有可能以较低的良率处理 5nm 制造，但更先进的节点仍然遥不可及。此外，虽然据说大多数组件都是国内制造的，但有些仍然是进口的。因此，据报道，该公司正在努力在中国生产所有零部件。

Storm Media 援引 YouTube 频道“Raven's Laugh”的话称，宇良盛已经生产了三台光刻机，并已交付给三个晶圆厂进行测试和校准。

然而，技术差距仍然很大。据 Tom's Hardware 称，Yuliangsheng 的浸入式 DUV 系统类似于 ASML 在 1950 年的 Twinscan NXT：2008i，最初是为 32nm 级工艺的单次曝光而设计的。报告补充说，虽然该机器理论上可以支持 7nm 和 5nm 节点，但 ASML 的 NXT：2000i（专为此类先进制造而开发）领先了几代人。

因此，Tom's Hardware 指出，即使中芯国际到 2027 年将该工具集成到其 28 纳米工艺中，达到 10 纳米以下的工艺也需要重新设计的扫描仪和数年的开发——这意味着国产光刻系统可能无法在 10 年之前实现 2030 纳米以下的生产。

SMEE 和 AMIES 加入竞赛

除了 SiCarrier 和 Yuliangsheng 之外，英国《金融时报》的报道还点名了另一家参与者：SMEE，该公司生产不太先进的 DUV 机器。据《南华早报》报道，2023年底，股东张江集团在社交媒体上短暂发文称，SMEE“成功研发了一台28纳米光刻机”，尽管这一说法后来被撤回。

SMEE 的分拆公司 AMIES Technology 正在成为主要竞争者。据 STCN 称，SMEE 自主研发的 600 系列光刻系统已在 90nm 节点进入量产，目前正在开发 28nm 浸没式模型。

另一方面，《南华早报》表示，AMIES 的旗舰产品先进封装光刻系统以 90% 的份额主导了中国市场，并占据了全球市场 35% 的份额。据报道，它专为高端芯片封装而设计，支持晶圆级和面板级先进封装，例如倒装芯片、扇入式、扇出式 WLP/PLP 和 2.5D/3D 集成。

其他谣言：激光产生的等离子体的替代品？

如果ASML的EUV机器仍然遥不可及，中国能否开发出替代的等离子体发生方法？ASML 的方法被称为激光产生的等离子体或 LPP，依赖于向锡滴发射高能激光器，并且需要复杂的基于现场可编程门阵列的控制系统。该设备体积庞大、耗电且制造成本极高。

然而，Wccftech 3 月份的一份报告援引 X 上爆料者发布的图片显示，华为东莞工厂正在测试一种不同的方法：激光诱导放电等离子体 （LDP） 系统。

该工具据信是由中国哈尔滨省创新开发的，它使用基于 LDP 的方法来生成关键的 13.5nm 波长 EUV 光。报道称，该系统不是ASML的激光喷砂锡滴，而是在电极之间蒸发液态锡，并通过高压放电将其转化为等离子体。

然而，正如中国自媒体《商业早报》eastmoney.cm 所解释的那样，自民党相对于传统民进党的优势在于运营寿命。传统的放电产生的等离子体系统存在电极热负荷过大和严重的腐蚀问题。据报道，LDP 可以通过将一些初始加热工作转移到激光器上来缓解这些问题。

然而，即使有了这些改进，前方的道路仍然陡峭。《商业晨报》指出，在当前的技术环境中，LDP 在与 ASML 激光生产的等离子体方法的性能和可靠性相匹配方面仍面临挑战。

总之，中国国内企业可能正在缩小 DUV 工具的差距，但复制 ASML 的 EUV 生态系统需要多年的研发和全球供应链弹性。尽管如此，SiCarrier、SMEE 和 AMIES 等公司的崛起表明，中国决心在最艰难的技术前沿之一上蚕食。