中国朗道硅石在第26届中国国际工业博览会上展示了一款极紫外(EUV)光源原型,输出功率超过15W,90%的部件为国产,并具备较好的连续运行能力。这家由清华大学气体放电等离子体实验室校友于2024年创立的企业,在上海的展会上并未实际点亮该光源,所有性能数据均来自公司自身披露。
该原型名为FlintNano LPP-OXXO,采用与ASML现代光源类似的激光等离子体(LPP)技术:用高能激光脉冲轰击微小的加热金属液滴,产生极高温等离子体从而辐射EUV光。系统配备1000W驱动激光(推测为CO₂激光),工作频率在1kHz至20kHz之间,转换效率超过2%。其EUV输出超过15W,亮度达到100 W/(mm²·sr),等离子体直径为60μm。公司称该光源可连续运行超过100小时,等离子体稳定性为3% RMS,EUV输出功率稳定性为5%。
需要指出的是,15W的功率水平与西方和日本设备商早期开发的EUV光源大致相当,但测量口径存在关键差异:朗道硅石似乎是在等离子体处测量EUV功率,而非像ASML那样在收集镜之后或中间焦点处测量。ASML早期的EUV演示设备在2007年使用约10W的中间焦点DPP光源;Cymer的LPP光源在2012年安装于早期NXE:3100系统时,晶圆曝光功率最高约11W;到2013年,Cymer展示了约40W的中间焦点功率。日本Gigaphoton在2013年首台原型目标为25W,2014年初演示了43W,2014年底在10分钟测试中达到118W。由于测量条件与运行时长不同,这些历史数据与朗道硅石的数据无法直接比较。
即便与早期设备相比,15W也远不足以支撑大规模量产。早期NXE:3400系列设备的中间焦点光源功率为125W至150W,仍远未达到高量产要求。ASML在2018至2019年才推出用于商业生产的250W级EUV光源,此后又实现了更高输出。提升功率需要更强大的CO₂激光、高精度锡液滴发生器、有效的碎屑缓解、耐用的收集镜以及大幅提升的长期可靠性。
朗道硅石声称原型90%的部件来自国内,多数关键零件在中国开发,但未说明该国产化比例是按部件数量、价值还是其他口径计算。公司代表也承认,提高EUV输出功率和改善长期运行稳定性是商业化必须攻克的目标。此外,公司还在开发FlintMicro-LPP高功率EUV光源,据报已完成原理验证,但未披露输出功率、转换效率或工作寿命。
光源本身并不等于EUV光刻机。即便没有完整的光刻扫描仪,朗道硅石的光源仍可支持EUV光刻胶开发、掩模检测研究、EUV收集与照明光学研发,以及最终的实验性曝光测试。但要制造完整的EUV光刻扫描仪,还需要在EUV收集与照明系统、高精度多层反射镜、晶圆与掩模台、套刻精度和系统集成等方面取得进一步突破,而这些设备各自依赖的供应链在中国目前几乎不存在。因此,即使朗道硅石成功开发出EUV光源并将其功率提升至适合高量产的级别,也不意味着中国能在短期内造出自己的EUV光刻机。
从产业视角看,这一进展的意义在于中国在EUV光源这一关键环节上有了本土玩家,但距离形成可用的光刻系统仍有多个数量级的工程差距。ASML与Cymer当年将光源功率从早期水平提升到量产级别用了约六年,而朗道硅石还需三到五年才能商业化其技术,且其光源尚未在真实工作条件下公开展示。对关注半导体设备国产化的观察者而言,这更像是一个早期里程碑,而非格局改变。