ASML宣布EUV光刻机技术路线走到尽头，华为芯片正出现转机

光刻机巨头ASML

作为全球光刻机产业巨头，占据超过90%市场份额的ASML即将推出新一代基于High-NA技术的EUV光刻机，但是伴随着新款EUV光刻机同时出现的则是足以震撼半导体产业的新闻——ASML首席技术官Martin van den Brink表示，High-NA技术将可能是EUV光刻机技术的终点。

ASML CTO表态High-NA将是EUV技术终点

NA是光学系统的数值孔径，表示光线的入射角度，使用更大的NA透镜可以打印出更小的结构，从而提供更为先进的芯片制程，目前的EUV光刻机采用0.33 NA的光学器件，而High-NA技术准备将数值孔径进一步提升至0.55NA。

但是由于物理限制的存在，High-NA可能已经走到了终点。例如High-NA反射镜的尺寸是前一代的两倍并需要在20皮米（1000皮米=1纳米）内平整。而验证工作则需要在一个“可以容纳半个公司”的真空容器中进行，目前该验证容器由光学巨头蔡司所负责。其他如散热、光线衍射、光路遮挡、体积的问题也让NA技术的进一步提升显得困难重重。

High-NA光刻机系统

基于High-NA技术的EUV光刻机预计在2024年交付，将用于2nm及以下制程，这也预计是EUV光刻机路线的终点。其实High-NA技术对于芯片产业来说已经足够，因为实际上制约芯片技术进一步发展的已经不是光刻机，而是原材料硅的问题。

硅原子共价半径为0.11nm，当光刻机技术发展到1nm之后，由于原子之间距离过近将会产生量子隧穿效应，使得电子很容易穿越绝缘层使半导体变为全导体，也就失去了表示0和1的功能，这也是硅基芯片无法避免的困局。

《Nature》上金属铋用于半导体的论文

为了进一步突破1nm的极限，寻找硅之外的芯片材料也成为一个方向。例如顶级期刊《Nature》曾经刊登了关于金属铋（Bi）作为二维材料的接触电极，可大幅降低电阻并提高电流，有助实现未来半导体1nm的制程。其他如碳纳米管、碳化硅等材料也是替代之选。但无论哪种材料所面临的第一个问题就是成本太高，所以一个可能的结果就是1nm将成为芯片发展的一道分水岭，在突破1nm之后很长一段时间之内，芯片企业将只能采取改良的方式来进一步提升芯片性能。

ASML光刻机

芯片发展逐渐走到尽头对于国产芯片产业而言却是一个好消息。从技术上来看，必须承认国产芯片依然处于追赶者的行列，例如华为也因为芯片禁令导致旗下的王牌华为海思麒麟芯片处于难以量产的境地，最为核心的问题就是缺乏EUV光刻机。

如果芯片继续遵循摩尔定律发展下去的话，那么毫无疑问需要投入更多的技术和资源进行追赶。但是随着1nm芯片极限的逐渐到来，如台积电、三星、英特尔等领先者的脚步也将不得不放缓，这也给了国产芯片企业更多的追赶时机。

华为

同时无论是EUV光刻机还是碳基芯片走到极限也就意味着必须寻找替代品，这也给了我们弯道超车的机会和可能，对于如今陷入芯片困境的华为来说也是一个好消息。例如国内光芯片发展已经有所布局，光子芯片作为替代电子芯片的一种全新可能，也是芯片产业继续发展的一条道路。随着绕过EUV光刻机的芯片制造技术的出现，华为麒麟芯片也有望迎来正式的回归。

国产芯片

其实芯片产业也是产业的一种，一旦实现规模化生产，那么其成本也将大幅下降。就像昔日的日系家电厂商以及后来的高铁、盾构机、特高压设备一样。这些产品的价格曾经由于西方科技界的垄断而高高在上，但是随着国产企业生产出同样技术规格的产品之后，其价格已经下降到原来的十分之一甚至是百分之一。

这也是我们被称为“发达国家粉碎机”的原因，以往发达国家凭借技术垄断而获取了不合理的超额利润，而我们则通过产业化极大提升了产量和效率，也使得普通人也可以购买和使用到物美价廉的产品。

如今芯片产业已经成为我们“粉碎”的下一个目标，大家看好国产芯片产业的发展吗？欢迎留言讨论。