超越摩尔定律：高数值孔径极紫外光刻技术重塑先进芯片制造

比利时微电子研究中心（imec）在其位于鲁汶的 300 毫米超净间内，完成了阿斯麦（ASML）EXE:5200 高数值孔径（High NA）极紫外（EUV）光刻系统的装机调试，这是半导体制造与研发领域的一项里程碑式突破。该系统实现了前所未有的光刻分辨率与工艺控制能力，为 2 纳米以下逻辑芯片技术和下一代存储器架构的研发奠定了基础。这套高数值孔径极紫外光刻平台与顶尖的计量、图形刻制设备及材料体系深度融合，有望大幅缩短技术研发周期，满足人工智能和高性能计算应用对芯片制程微缩的需求。

高数值孔径极紫外光刻技术将传统极紫外光刻系统的数值孔径从 0.33 提升至约 0.55，光学分辨率实现质的飞跃。这一改进使得芯片制造商可通过单次曝光刻制出更小的器件特征尺寸，减少对多重曝光技术的依赖 —— 而多重曝光会增加工艺复杂度、提升制造成本并引入更多工艺偏差。阿斯麦 EXE:5200 系统实现了更精细的节距分辨率和更高的套刻精度，助力半导体厂商将摩尔定律推进至埃米级制程时代。对于环栅纳米片晶体管、互补式场效应晶体管等先进晶体管架构而言，层间对准公差要求极为严苛，因此更高的套刻精度显得尤为关键。

EXE:5200 系统在产能和工艺稳定性上也实现了多项升级。重新设计的晶圆存储装置与优化的载物台机械结构，降低了晶圆传输过程中的工艺偏差；改进的照明和投影光学系统，有效提升了线边缘粗糙度和关键尺寸均匀性。这些性能提升是保障先进制程芯片良率的核心要素。该系统与先进计量设备的集成，实现了闭环工艺控制，让光刻、刻蚀、检测各工序间能快速反馈数据。这种一体化设计缩短了工艺研发周期，也让比利时微电子研究中心及其合作方能够在符合工业量产标准的尺度下，探索全新的图形刻制策略。

比利时微电子研究中心的协同创新生态，是充分发挥高数值孔径极紫外光刻技术价值的关键。该研究中心与芯片制造商、设备供应商、光刻胶厂商、掩模研发企业及计量领域专家展开深度合作，实现了光刻工艺、光刻胶化学配方、掩模设计与刻蚀工艺集成的协同优化。例如，光刻胶材料需经过特殊设计，在高数值孔径曝光条件下平衡感光度、分辨率和线边缘粗糙度三大指标；同时，更高的数值孔径会让掩模的三维效应更加显著，这就需要借助先进的计算光刻技术和掩模校正技术来解决。通过向行业合作方开放 EXE:5200 系统的早期试用权限，比利时微电子研究中心推动各方协同攻克上述技术难题，加速技术的产业化落地。

高数值孔径极紫外光刻技术的落地，对人工智能和高性能计算负载下的器件微缩也具有重要意义。随着晶体管集成密度的提升，电源效率和性能的优化成为支撑大规模神经网络、数据中心加速等计算密集型应用的核心需求。高数值孔径极紫外光刻赋能的 2 纳米以下制程技术，可提升晶体管开关速度、降低漏电流并实现更高的互连密度。这些技术突破有助于打造更高效的计算架构，降低先进处理器的时延并提升能效。此外，该技术还能推动动态随机存取存储器及新型存储架构等先进存储技术的制程微缩，而这对高带宽需求的人工智能系统而言至关重要。

EXE:5200 系统的装机，也对区域半导体研发的领先地位具有重要战略意义。作为阿斯麦、欧洲相关科研计划及各国政府深度合作的成果，该系统巩固了欧洲在先进半导体研发领域的地位，成为比利时微电子研究中心中试线基础设施的核心组成部分，助力开展符合工业标准的实验研究和技术转化。阿斯麦与比利时微电子研究中心在费尔德霍芬共建的高数值孔径极紫外光刻联合实验室将持续运营，确保 2026 年第四季度完成系统认证前的各项研究工作稳步推进。

总结

阿斯麦 EXE:5200 高数值孔径极紫外光刻系统的落地，是半导体制程微缩进程中的关键里程碑。该平台融合了更高的光学分辨率、更精准的套刻控制、更高的生产效率和生态协同创新优势，为埃米级器件架构的研发提供了可能。这一技术突破不仅支撑逻辑和存储芯片技术的持续创新，加速人工智能和高性能计算市场的技术研发，还进一步巩固了下一代半导体制造所需的协同研究体系。