你手中旗舰手机里那颗最先进的 3nm 芯片,绝大多数电路并非由最前沿的 EUV 光刻机制造,而是由上一代 DUV 完成。这一看似反常的现象,正是当前芯片制造的真实图景。

即便 EUV 已成为先进制程的标配,ASML 仍在持续投入研发 DUV,我们与 ASML 工程师深入交流后发现,DUV 不仅没有过时,反而仍是支撑全球芯片产业的基石。

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EUV 时代,为什么芯片制造仍离不开 DUV?

芯片如同一栋结构复杂的高层建筑,由数十乃至上百层电路堆叠而成。以手机 SoC 为例,其中集成 CPU、GPU、基带、内存控制器等多种模块,仅有最关键的几层至二十余层精细电路需要 EUV 光刻,其余超过 90% 的工序,DUV 完全可以胜任。

从市场结构来看,汽车芯片、存储芯片、电源管理芯片、显示驱动芯片等主流芯片,100% 采用 DUV 制造,对极致制程需求不高,更看重成本、可靠性与稳定性。

EUV 光刻机受限于反射式光学与光源功率,量产机型每小时曝光约 180–220 片晶圆。

DUV 光刻机最新高端机型每小时产能突破 400 片,普通机型也稳定在 300 片以上。DUV 工艺成熟、维护成本更低,在经济性上具备不可替代的优势。

芯片发展已形成2D 微缩 + 3D 集成双路径,DUV 在两条路线上均能持续升级,并非停滞不前的成熟设备。

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当 2D 平面微缩逼近物理极限,行业转向垂直方向突破,即3D 集成。3D 集成主要分为三类:

3D 集成的核心难点是纳米级对准:指甲盖大小的芯片上,数以万计的互联点偏差需控制在几纳米内,对套刻精度(Overlay)提出极高要求。

ASML 从多维度升级 DUV 以适配 3D 集成:

面向先进封装,ASML 推出TWINSCAN XT:260光刻机,支持大视场曝光,减少拼接误差,显著提升 3D 集成效率与良率。

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2016 年,ASML 以 27.5 亿欧元溢价收购 HMI,补齐量测检测环节,形成光刻机 + 计算光刻 + 量测检测的全景光刻解决方案。

量测数据实时回流至光刻机,形成制造 — 量测 — 学习 — 修正的闭环,让 DUV 在先进节点仍保持高良率与高稳定性。下一代电子束检测将从 25 束升级至2700 束,在保持高精度的同时大幅提升速度。

在 2D 微缩路径上,DUV 依托计算光刻持续突破:通过 SMO 光源优化、FEM 建模、MXP 数据校准、OPC/ILT 掩模修正、LMC 可制造性验证,配合 FinFET、GAAFET 等新型晶体管结构,进一步延续制程微缩空间。

ASML 最新 DUV 机型TWINSCAN NXT:870B,搭载新一代磁悬浮平台与升级光学系统,产能突破 400 片 / 小时,同时将套刻精度控制在 2.5 纳米,兼顾效率与先进工艺需求。

目前是EUV 探路,DUV 筑基

走到 2026 年,ASML 对 DUV 的持续投入,本质是对产业现实的尊重:

EUV 负责前沿,探索制程极限;DUV 负责基本盘,支撑全球绝大多数芯片量产。

二者协同,构成完整的光刻技术图谱。在可预见的未来,DUV 不会被取代,反而会以更高精度、更高产能,继续成为半导体产业不可动摇的压舱石。