電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）近期，各大視頻平臺(tái)瘋傳一條消息，稱清華大學(xué)EUV項(xiàng)目，把ASML的***巨大化，實(shí)現(xiàn)了***國(guó)產(chǎn)化，并表示這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)在雄安新區(qū)落地，還在視頻中配了下面這張圖，表示圖片中的項(xiàng)目就是光刻廠。



中國(guó)電子院對(duì)此回應(yīng)稱，該圖片中的項(xiàng)目并不是國(guó)產(chǎn)***工廠，而是北京高能同步輻射光源項(xiàng)目（HEPS）。該項(xiàng)目坐落于北京懷柔雁棲湖畔，是國(guó)家“十三五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，它是我國(guó)第一臺(tái)高能量同步輻射光源，也是世界上亮度最高的，第四代同步輻射光源之一，早在2019年就開始建設(shè)，將于2025年底投入使用。

清華大學(xué)SSMB為EUV光源提供思路

***是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備，制造和維護(hù)需要高度的光學(xué)和電子工業(yè)基礎(chǔ)，世界上只有少數(shù)廠家掌握。***的作用是掃描曝光芯片晶圓，刻蝕集成電路。精度越高的***，能生產(chǎn)出納米尺寸更小，功能更強(qiáng)大的芯片。

而小于5nm的芯片晶圓，只能用EUV***生產(chǎn)。目前，荷蘭ASML掌握了90%以上的高端***市場(chǎng)份額。最新的兩代高端***領(lǐng)域，即浸入式（Immersion）和極紫外線式（EUV）***，全部由ASML掌握核心技術(shù)。

在當(dāng)前的國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)***技術(shù)亟待突破。然而EUV***有幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，一是EUV光源系統(tǒng)，二是光學(xué)鏡頭，三是雙工件臺(tái)系統(tǒng)。今天這篇文章我們主要談?wù)劰庠?，光刻?duì)EUV光源要求很高，要有很高的功率，同時(shí)還必須要是穩(wěn)定均勻的，很難做到。

很多人將“北京高能同步輻射光源項(xiàng)目”誤認(rèn)為是“清華大學(xué)EUV項(xiàng)目”，而且能夠在網(wǎng)絡(luò)上瘋傳，很大的原因在于，人們太過(guò)迫切地希望國(guó)產(chǎn)***實(shí)現(xiàn)突破，而EUV光源的突破是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

事實(shí)上，清華大學(xué)確實(shí)在這方面有所進(jìn)展。2021年，清華大學(xué)工程物理系教授唐傳祥研究組與來(lái)自亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）以及德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）的合作團(tuán)隊(duì)在《自然》（Nature）上發(fā)表了題為“穩(wěn)態(tài)微聚束原理的實(shí)驗(yàn)演示”（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）的研究論文，報(bào)告了一種新型粒子加速器光源“穩(wěn)態(tài)微聚束”（Steady-state microbunching，SSMB）的首個(gè)原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

基于SSMB原理，能獲得高功率、高重頻、窄帶寬的相干輻射，波長(zhǎng)可覆蓋從太赫茲到極紫外（EUV）波段，有望為光子科學(xué)研究提供廣闊的新機(jī)遇。

SSMB概念最早由斯坦福大學(xué)教授、清華大學(xué)杰出訪問(wèn)教授趙午與其博士生Daniel Ratner于2010年提出。趙午持續(xù)推動(dòng)SSMB的研究與國(guó)際合作。2017年，唐傳祥與趙午發(fā)起該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，唐傳祥研究組主導(dǎo)完成了實(shí)驗(yàn)的理論分析和物理設(shè)計(jì)，并開發(fā)測(cè)試實(shí)驗(yàn)的激光系統(tǒng)，與合作單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與文章撰寫。

唐傳祥表示，“SSMB光源的潛在應(yīng)用之一是作為未來(lái)EUV***的光源?！贝蠊β实腅UV光源是EUV***的核心基礎(chǔ)。唐傳祥介紹說(shuō)：“大功率EUV光源的突破對(duì)于EUV光刻進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展至關(guān)重要?；赟SMB的EUV光源有望實(shí)現(xiàn)大的平均功率，并具備向更短波長(zhǎng)擴(kuò)展的潛力，為大功率EUV光源的突破提供全新的解決思路?！?br />
可以看到，清華大學(xué)的SSMB光源確實(shí)可以為EUV***光源提供解決思路，然而從當(dāng)時(shí)的情況來(lái)看，該研究還只是完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。清華大學(xué)也在積極支持和推動(dòng)SSMB EUV光源在國(guó)家層面的立項(xiàng)工作。清華SSMB研究組已向國(guó)家發(fā)改委提交“穩(wěn)態(tài)微聚束極紫外光源研究裝置”的項(xiàng)目建議書，申報(bào)“十四五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。

目前該項(xiàng)目的具體進(jìn)展情況并未對(duì)外公布，不過(guò)可以肯定的是，最近網(wǎng)絡(luò)上流傳的那張圖片，并不是清華SSMB的項(xiàng)目，而是北京高能同步輻射光源項(xiàng)目（HEPS）。

同步輻射光源能否用于EUV光刻

那么，北京高能同步輻射光源項(xiàng)目（HEPS）是干嘛用的呢？它跟***有沒(méi)有關(guān)系？根據(jù)中國(guó)電子院的介紹，它的作用是通過(guò)加速器，將電子束加速到6GeV，然后注入周長(zhǎng)1360米的儲(chǔ)存環(huán)，用接近光速的速度保持運(yùn)轉(zhuǎn)，電子束在儲(chǔ)存環(huán)的不同位置，通過(guò)彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插入件時(shí)，就會(huì)沿著偏轉(zhuǎn)軌道切線的方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的光，也就是同步輻射光。



同步輻射光源是指產(chǎn)生同步輻射的物理裝置，它是一種利用相對(duì)論性電子（或正電子）在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生同步輻射的高性能新型強(qiáng)光源。電子同步加速器的出現(xiàn)，特別是電子儲(chǔ)存環(huán)的發(fā)展，推動(dòng)了同步輻射的廣泛應(yīng)用。同步輻射的早期研究是在電子同步加速器上進(jìn)行的，有人把它稱為第零代光源。

人們從上世紀(jì)40年代開始制造并利用同步輻射光源，服務(wù)于物理、化學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。數(shù)十年間，同步輻射光源不斷升級(jí)。大家可能知道的上海光源（Shanghai Synchrotron Radiation Facility，簡(jiǎn)稱 SSRF），是一臺(tái)高性能的中能第三代同步輻射光源。

工程包括三大加速器，分別是一臺(tái)150MeV的電子直線加速器、一臺(tái)能在0.5秒內(nèi)把電子束能量從150MeV提升到3.5GeV的全能量增強(qiáng)器和一臺(tái)周長(zhǎng)432米的3.5GeV高性能電子儲(chǔ)存環(huán)，由中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所承擔(dān)建造。上海光源位于上海浦東張江高科技園區(qū)，工程于2004年12月25日動(dòng)工，于2009年4月完成調(diào)試并向用戶開放。

如今，北京懷柔的高能同步輻射光源項(xiàng)目（HEPS），是第四代同步輻射光源，它將是中國(guó)擁有的第一臺(tái)高能量同步輻射光源。簡(jiǎn)單的說(shuō)，HEPS可以看成是一個(gè)超精密、超高速、具有強(qiáng)大穿透力的巨型X光機(jī)，它產(chǎn)生的小光束可以穿透物質(zhì)、深入內(nèi)部進(jìn)行立體掃描，從分子、原子的尺度，多維度地觀察微觀世界。HEPS是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的大科學(xué)裝置。



那么同步輻射光源是否能夠用于EUV光刻呢？清華大學(xué)去年在物理學(xué)報(bào)刊登的一篇綜述里，列出了幾類光源的特點(diǎn)：LPP，即laserproduced plasma，激光等離子體EUV 光源，荷蘭ASML采用的就是這種光源；SR，同步輻射，其特點(diǎn)是技術(shù)成熟，但EUV光功率達(dá)不到EUV光刻大規(guī)模量產(chǎn)需求；還有SRF-FEL，這是基于超導(dǎo)直線加速器技術(shù)的高重頻FEL，和上文提到的清華大學(xué)研究的SSMB光源。

可以看到，同步輻射用于EUV光刻，它有一個(gè)很明顯的問(wèn)題在于功率達(dá)不到大規(guī)模量產(chǎn)需求。事實(shí)上，此前也有廠商在做同步輻射光刻的的研究，比如英特爾，然而都只是停留在研究的階段，從原理上來(lái)說(shuō)，同步輻射確實(shí)可以用于光刻，然而同步輻射通常是超大的科學(xué)裝置，要將其在世界各地的工廠中實(shí)現(xiàn)商用，卻存在難度。

總結(jié)

過(guò)去幾年，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，然而在***的技術(shù)突破上卻存在難度，這也成了舉國(guó)上下關(guān)注的焦點(diǎn)，因此一有風(fēng)吹草動(dòng)便在網(wǎng)絡(luò)上引起“轟動(dòng)”。比如，這次誤將“北京高能同步輻射光源項(xiàng)目（HEPS）”傳成“光刻廠”事件。雖然我們熱切期待進(jìn)展，但是面對(duì)網(wǎng)絡(luò)上還未證實(shí)的消息，仍需理性對(duì)待。

值得一提的是，經(jīng)過(guò)這些年的努力，事實(shí)上，國(guó)產(chǎn)EUV***在光源系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭、雙工件臺(tái)系統(tǒng)這三大技術(shù)難關(guān)上，都取得了一定的研究進(jìn)展。就比如光源，除了上述提到的清華大學(xué)SSMB的研究，今年4月長(zhǎng)春光機(jī)所還展示了EUV光源樣機(jī)，這相當(dāng)于是等驗(yàn)收就能交付客戶使用了。相信隨著各項(xiàng)技術(shù)的逐個(gè)突破，國(guó)產(chǎn)EUV***會(huì)比預(yù)想的更早來(lái)到。