国产EUV光刻机光学系统（图文版）
落英行者
编辑于 2023年11月22日 19:20
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EUV光刻机共有三大核心技术，分别为EUV光源系统，高精度弧形离轴反射镜构成的光学系统以及超高精度真空双工件台。其中EUV光学系统就像科幻世界中的虫洞那样，这边是碳基人类的物理世界，那一边则连接着硅基微观赛博世界。
因为几乎所有材料对13.5nm的EUV都强烈吸收，故EUV光刻机不能采用DUV那样的透镜，只能采用反射式光学系统。又因为EUV波长与晶格参数接近，很容易发生衍射，反射率也很低，最终的光学反射方案是基于布拉格定律，采用多层镀膜的钼-硅的分布式布拉格反射镜。作为人类最精密最昂贵的仪器，EUV光刻机的基本光学理论来自120多年的一场普通父爱。
1895年11月8日，德国物理学家伦琴在进行阴极射线的实验时，观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸钡的屏上发出的微光，他确信这是一种尚未为人所知的新射线，即X射线，伦琴因此获得首届诺贝尔物理学奖。欧洲大陆彼岸的英国，5岁的小布拉格从三轮车上摔下而肘部骨折。老布拉格焦虑万分，第一时间了解到伦琴用X射线看到了自己的骨骼后，爱子心切的老父亲布拉格赶紧自己搭建了一台X射线设备，以观测孩子的恢复情况。
这一年，未来中国的光学开拓者和奠基人王大珩出生于动荡的晚清末年。以“扶清灭洋”为口号的义和团运动在中国北方部分地区达到高潮，到了1900年庚子年，西方列强以清政府“联拳抗洋”为借口，组成八国联军侵华，强迫清政府签订了《辛丑条约》，清政府拿出相当于12年的财政收入约4.5亿两白银作为庚子赔款。
欧洲自然还是岁月静好，科学发展日新月异。因为X射线成功辅助儿子的骨折治疗，老布拉格于是从等离子体转向对X射线的研究，而小布拉格也天赋异禀，15岁就进入剑桥大学学习。在1912年，父子合作给出了德国物理学家冯·劳厄刚发现的晶体X射线衍射现象的理论解释，并测定了钻石的晶体结构，而共同获得1915年诺贝尔物理学奖。
而当时贫弱的中国内忧外患。1938年，抗日战争全面爆发的次年，清华大学核物理专业的王大珩，通过了英国庚子赔款留学招考，赴英攻读光学。第二次世界大战导致光学玻璃需求增长10倍，于是他开始光学玻璃的工程化研究。直到某个寻常的日子，留学法国的清华老同学，中国原子弹之父钱三强前来探望。通过钱三强了解到国内形势后，王大珩知道，是时候回家了！
应用光学在新中国几乎一片空白，1952年，王大珩受命筹建新中国的“光学摇篮”——中国科学院仪器馆，即中科院长春光学精密机械与物理研究所的前身。1954年，中国第一炉光学玻璃在长春光机所出炉，这意味着中国从此具备了生产研究各种精密仪器最关键材料的生产能力。
回到巴拉格定律，布拉格父子认为晶体中由点阵格点组成的一系列平行的晶面会多次反射X射线，其入射的X射线的波长和晶面间距的比值可用一个简单公式中的入射角来算出。布拉格定律如此简单、真实地描述了x射线在晶体中的衍射现象，从而在晶体物理研究领域中起着不可替代、无可估量的作用。
这个定律的重要意义不在于其本身，而在于它的光辉未来! 此时的小布拉格年仅25岁，前途无量，日后担任了著名的卡文迪许实验室的主任，并牵头成立X射线测定生物大分子结构的分子生物学实验室，此实验室后来发现了DNA的双螺旋结果，分子生物学进入了一个全新的时代。
所以，100多年后的今天，我们可以说布拉格定律打开了两扇微观世界的大门，一扇是硅基芯片世界，代表了人类对创造未来科技的不断探索。另一扇是碳基生物世界，代表了人类对生命本源的不懈求索。
基于巴拉格定律的直接催生了各种实用化产品：电介质反射镜采用薄膜涂层技术，例如采用电子束蒸镀或者离子束溅射技术，它可以用作固态体激光器的激光反射镜。光纤布拉格光栅，包括长周期光纤光栅，通常用于光纤激光器和其它光纤装置中。半导体布拉格反射镜可用在激光二极管中，尤其是表面发射激光器中。还有用在波导结构中的各种布拉格反射器，多层反射镜经过优化可作为二色性反射镜或者啁啾反射镜用于色散补偿。
而EUV光学系统中的分布式布拉格反射镜是由两种光学材料组成的可调节的多层结构，其中每一层的厚度都对应EUV的四分之一的波长。在两种材料的每个界面处都发生菲涅尔反射，两个相邻界面处反射光的光程差为半个波长，因此在界面处的所有反射光发生相消干涉，得到了增强的反射。反射率是由材料的层数和材料之间的折射率差决定的，反射带宽则主要由折射率差决定。通过设计不同反射介质的组合，可以单独加强针对某一波段的光线的反射率，起到光谱纯化效果。
ASML的EUV光学系统由蔡司负责总体设计和集成，而其中反射镜的多层镀膜由德国弗劳恩霍夫光机所完成。
13.5纳米的EUV反射镀膜技术最早是在1972年由IBM的艾伯哈德·斯皮勒提出。1998年，德国弗劳恩霍夫光机所开始搭建了第一套EUV镀膜机。1999年4月，弗劳恩霍夫光机的EUV反射膜首次在德国联邦物理技术局完成了反射率测试，获得56%的反射率。到了2000年底，EUV反射膜的反射率已经达到67.5%。
2004年，弗劳恩霍夫光机所完成了高温反射镜的研发工作，它将EUV反射膜在高温600度-1000度的稳定性大幅提升，以适应高功率EUV辐射产生的高温工况。2005年，弗劳恩霍夫光机又开发了EUV反射膜的保护层。采用优化的保护层，EUV多层膜稳定性获得大幅度提升。2007年，首个用于高功率EUV光源收集镜的多层反射膜镀膜完成，它的反射率高达65%，直径大于660毫米。它的重量高达45公斤，因此需要有2个工作人员合力抬起来拍下了这张非常著名的EUV反射收集镜的照片。
而整个EUV光学系统，由透射材料变为单面反射材料，此时材料透射特性不再影响系统，但仍需考虑材料特性对面型、热膨胀系数等的影响。然后，像方数值孔径至少要做到0.2，现阶段ASML EUV数值孔径为0.33，下一代将达到0.55，像方尺寸为约2*28mm弧形区域，像质为衍射极限以内；ASML EUV光学系统使用6片反射式镜组，虽设计时虚拟光轴共轴，但实际应用及装配时都在离轴状态；6片反射面均为非球面，最大口径大于150mm，且随着NA提高，镜片口径必然同步增大；EUV的离轴反射系统有它更独特的难点。离轴高精度非球面加工难度极大，通常轴对称加工完成后再磨外缘到离轴镜片状态，这种方法可保证加工和测试精度。显然，离轴非球面系统装配难度也远大于DUV共轴透镜，DUV轴对称系统有比较好的量测设备支持定心安装。但过渡到离轴非球面装配时，由于顶点位置已经失去，定心会非常困难，而该EUV系统物理总长将近1.3m，定心不准导致的离轴偏心误差的影响会非常显著。
因为离轴非球面的布局导致镜片遮挡，可用的视场相当受限而显得格外珍贵，而采用弧形视场可以最大限度的利用有限的通光孔径，提高数值孔径。我们知道高数值孔径EUV光刻机对于更高分辨率至关重要，可实现更小的晶体管、更高的晶体管密度，以及更高的生产率。相对于DUV浸没式光刻的多次曝光工艺，0.33NA的EUV曝光系统将掩模版数量降低大约40%，光刻步骤降低了大约30%。因而大幅降低了光刻缺陷、成本和制造时间。据实测数据，对于相同工艺，EUV曝光光学不仅曝光精度更高，并且曝光缺陷降低高达20%。ASML提前10年就已经研发的0.55NA光刻机，曝光分辨率比0.33NA系统提升1.7倍，晶体管密度提升2.9倍。而0.55NA的EUV光刻机将进一步降低光刻掩模版数量和制程步骤：其掩模版数量比0.33NA系统降低40%，制程步骤比0.33NA系统降低30%。生产效率方面，数值孔径055的TWINSCAN EXE:5200的生产率超过每小时200片晶圆，相比之下，0.33NA TWINSCAN NXE:3600D的吞吐量为160片晶圆/小时。
我们知道EUV光学系统对光源的传送效率极低，光源朝4pi立体角发射，即使卡塞格伦反射收集镜做得很大，也就最多收集一半的光，每次反射镜都会损失三成的光线，光能被转化为热能，使得镜片升温到600-1000度，必须给整个光学系统配备强力散热装置，最终只有不到5%的光线被传送到晶圆。
EUV光刻机为了实现芯片制程的进步，除了不断提高EUV光源功率外，还要发展更高的光学数值孔径，而高NA依赖于前所未有的镜片精度。这些EUV反射镜片的制造工艺相当复杂，镜片表面的光滑度要求变态到极致，0.33NA的镜面糙度达到惊人的0.05nm。如果把反射镜放大到中国国土这样大的面积，那么整个国土最大的凸起和下凹高度不会超过0.4毫米。而2015年蔡司便开始研发下一代0.55NA光学系统，这是0.55NA的光学系统物镜中最大的一块：直径1米，精度更是达到0.02nm。
德国卡尔蔡司半导体部门（Carl Zeiss SMT）使用德国奥美特（ALZMETALL）GS-1400立式五轴摇篮机床加工下一代ASML光刻机（High NA：数值孔径：0.55）EXE:5000的镜头：结合德国卡尔蔡司自研的离子束+磁流变抛光机床进行精磨抛光
中国的光学领域的龙头老大是中科院长春光学精密机械和物理研究所。
1958年,长春光机所以研制高精光学仪器和光学玻璃的“八大件一个汤”而闻名全国科技界。“八大件”是指1秒精度大地测量经纬仪、1微米精度万能工具显微镜、大型石英摄谱仪、中型电子显微镜、中子晶体谱仪、地形测量用多倍航摄投影仪、光电测距仪和高温金相显微镜,“一个汤”是指融化态光学玻璃。
这是王大珩创办长春关机所以来心血的结晶，同时还培养了一批富有朝气的青年科技队伍，奠定了中国光学科研的基础。1961年中国第一台激光器在这里诞生，3年后，中国第一个激光专业研究所上海光机所成立，他兼第一任所长，组织并指导了激光科研的深入开展。
同时，王大珩和他领导的长春光机所转向以国防光学技术及工程研究为主，先后在红外和微光夜视、核爆与靶场光测设备、高空和空间侦察摄影等诸多领域做出了重要贡献。1980年5月,中国向男太平洋发射首枚远程运载火箭试验中,在王大珩领导下,长春光机所等研制的激光、红外、电视、电影经纬仪及船体变形测量系统两项光学工程,出色地完成了火箭再入段的跟踪测量任务,独立解决了当时世界远洋航天测量的稳定跟踪、定位、标校和抗干扰等技术难题。
发射镜光学方面，长春光机所仰望星空方面，经过20年刻苦攻关，完成了世界最大口径碳化硅非球面反射镜的高精度全链路集成制造，攻克了大口径碳化硅镜坯制备、加工工艺、检测方法、改性镀膜等核心关键技术，突破了高结构刚度复杂曲面碳化硅光学反射镜先进制造技术。
所以EUV光刻机的高精度弧形离轴反射镜系统，长春光机所义不容辞挑起了大梁。
早在2002年，长春光机所研制国内第一套EUV光刻原理验证装置。2015年，中国的长春光机所就已经研发出了EUV光刻机的高精度弧形反射镜系统，多层层镀膜面形误差小于0.1nm，波像差优于0.85 nm RMS，达到了EUV级光刻机的标准。不过镀膜装置来自德国弗劳恩霍夫光机，被禁售无法投产。
2016年11月15日，由长春光机所牵头承担的国家科技重大专项02专项——“极紫外光刻关键技术研究”项目顺利完成验收前现场测试。在长春光机所、成都光电所、上海光机所、中科院微电子所、北京理工大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等参研单位的共同努力下，历经八年的戮力攻坚，初步建立了适应于极紫外光刻曝光光学系统研制的加工、检测、镀膜和系统集成平台，为我国光刻技术的可持续发展奠定了坚实的基础。
在02专项任务牵引下，长春光机所在EUV光学系统协同设计、膜厚控制精度达原子量级的EUV多层膜技术、深亚纳米量级的超光滑非球面加工与检测技术、超高精度物镜系统波像差检测及集成技术等方面，突破了一系列EUVL程化关键技术瓶颈；成功研制了小视场EUVL曝光光学系统，投影物镜波像差优于0.75nm(RMS)，构建了EUVL静态曝光装置，获得32nm线宽的光刻胶曝光图形；建立了EUVL关键技术验证及工艺测试平台；低缺陷氮化铝材料制备关键技术及其深紫外光电器件；TDICMOS图像传感器综合性能评测技术，这是EUV光刻机上图像成像的必备技术。还有，复杂曲面光学元件高精度磁流变抛光技术和超高精度光刻机投影物镜系统波像差检测技术。再有，EUV光刻机多层膜光学元件表面污染防控及无损清洗关键技术。
2021年6月28日，中科院旗下的中科科美成功研发出镀膜精度控制在0.1nm以内的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置，距离ASML现有EUV的反射镜镀膜精度0.05纳米以内的水准已经十分接近，满足了长春光机所对反射镜面镀膜的需求。中科科美研发的镀膜装置送到长春光机所后，我国立刻制造出了EUV级光刻机级别的高精度弧形反射镜系统。2021年9月结题的《六镜极紫外光刻投影物镜研发与验证》证实我国突破了高精度弧形反射镜系统。
而反射镜镜面加工方面，据中国机床行业报道,北京博鲁斯潘与长春光机所国望光学团队合作研发的光刻机物镜系统超精密磨床ULTR-700VG，于2021年5月18日通过国家机床质量监督检验检测中心检测。该超精密数控机床是高刚度的工程化实用产品，可以广泛应用于我国IC电路、光学工业、航空航天等精密超精密制造领域的批量化生产，超精密纳米光学零件首先要通过这类超精密装备的高效批量加工后，再通过等离子体局部抛光，才能达到纳米级的面形精度和亚纳米级表面粗糙度。
随着中国攻克EUV光源和高精度弧形离轴反射镜系统，EUV掩模成了一个新的挑战。
在DUV浸没式光刻技术的技术节点上，掩模制造已足够成熟，掩模缺陷的密度和尺寸都在可接受的水平。但是在EUV光刻系统中，由于反射率及掩模阴影效应的限制，掩模基板缺陷是影响光刻成像质量、进而导致良率损失的重要因素之一。
EUV掩膜版是整个光学系统的极为重要的一环，掩模版也是一块布拉格反射镜，不过结构更加复杂。 EUV掩模版由衬底上的 40 到 50 层交替的硅和钼层组成，每层膜厚度约3.4纳米，形成 250纳米到350纳米厚的多层堆叠，严格控制每层膜的厚度误差以避免EUV光的损耗。在最外侧有一层钌保护层防止膜氧化。然后在钌保护层之上再镀上50nm厚的吸收层，吸收层材料一般是氮化钽或氮硼化钽，随后在吸收层上采取电子束，放大实际芯片5倍来刻蚀芯片设计图。吸收层EUV光无法通过，只靠镜片反射的光来把图案投影到晶圆上。由于电路图一般非常复杂，一个完整的电路图需要十几到几十层光罩来回光刻，才能把电路图完全转移过去，由此可见掩膜的重要性，稍有差池则全盘皆输，掩模版也是仅次于硅片和电子特种气体的第三大半导体材料。
台积电自己能够生产极高质量的EUV掩膜，而前道领域高端国产掩膜则是长期处于缺位的状态。但是2020年以后，泉益光电和青岛芯恩作为新的独立掩膜提供商成长起来，中芯国际在经历了美国多轮禁运制裁后，也艰难实现了先进制程所需的高端掩膜的工艺研发并投入量产。除此之外，建厂达人张汝京博士也在嘉兴参与掩膜基板的研发和制造，为这种先进材料的国产化贡献力量。要知道，先进的前道掩膜基板供应商仅有日本豪雅、信越以及韩国的S&ST，相比12寸大硅片，掩膜基板的技术要求更高，垄断程度也更高。所以张汝京博士参与的掩膜基板项目的意义之重大，便可想而知。
另外流片前，EUV掩模版的检测十分重要，日本的Lasertec是全球唯一的EUV掩膜检测设备提供商。2017年，Lasertec可以检查空白EUV掩模内部缺陷。2019年9月，可以对印有芯片设计图的模板进行检测。其实检测的基本原理还是布拉格定律，基于高次谐波EUV光源照射掩模，无需透镜就可以实现EUV相干衍射扫描显微成像，通过分析成像实现对掩模版的检测。
中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心在极紫外光刻基板缺陷补偿方面取得进展。提出了一种基于遗传算法的改进型掩模吸收层图形的优化算法。该算法采用基于光刻图像归一化对数斜率和图形边缘误差为基础的评价函数，采用自适应编码和逐次逼近的修正策略，获得了更高的修正效率和补偿精度。算法的有效应性通过对比不同掩模基板缺陷的矩形接触孔修正前后的光刻空间像进行了测试和评估，结果表明，该方法能有效地抑制掩模基板缺陷的影响，提高光刻成像结果的保真度，并且具有较高的收敛效率和掩模可制造性。
为了保护EUV掩膜表面免受空气中颗粒或污染物影响，需要把EUV薄膜放置在EUV掩模的顶层，同时允许高EUV光透射率。它安装在光掩模表面上方几毫米处，在EUV曝光工艺中保护EUV掩模表面免受空气中颗粒或污染物影响。如果颗粒落在EUV薄膜上，由于这些颗粒离焦，不会曝光在晶圆上，从而最大限度地减少曝光缺陷。EUV光要通过EUV薄膜两次，一次入射到EUV掩模，另外一次出射到EUV投影光学系统，这导致EUV薄膜的温度将升高600-1000摄氏度，所以对材料的透光率和热效应要求极高。
6英寸EUV掩模极其昂贵，单块成本超过30万美元，尤其是大芯片的掩膜，没有EUV薄膜的保护是万万不能的，比如英伟达的H100 AI芯片，800亿个晶体管，台积电采用4N工艺，需要多达89张掩膜，任何一次掩膜曝光缺陷都会直接影响良率。
EUV薄膜最早的研制者是ASML公司，经过努力，ASML公司于2014年成功研制出面积达106mm×139mm的多晶硅EUV薄膜，但是其厚度为70nm，EUV透过率最高为86%。2019年，多晶硅EUV薄膜的厚度做到了50nm，EUV透过率最高为88%。日本三井化学采用的是碳纳米管，EUV透过率高达97.7%！未来基于材料之王石墨烯的EUV薄膜也会登场，可以大幅度提升3nm及以下芯片的良率。
作为提高良率的重要措施，台积电更是高度重视EUV掩模的保护，一方面，该公司发明了一种“EUV掩模干洗技术”。与使用超纯水和化学品的传统湿法清洁工艺不同，该干法清洁技术可以快速去除污染物，并通过亚纳米分析技术精确定位污染源为止，大幅度减少污染物。另一方面，自2019年以来，台积电一直在其EUV量产线上大量使用自研的EUV薄膜，2021年，其EUV薄膜产能比2019年提高了20倍。
可见，EUV光学系统需要无比精细的控制光线，而EUV光学通路涉及的材料，在纳米尺度上提出了全新的要求，新材料研发极具挑战。
100多年前，布拉格开创的晶体X射线衍射理论，是强大的材料分析技术，能够测定晶体结构和物理特性。但布拉格定律只是一种近似理论，因为晶体中的原子实际上不是静止在晶格平衡位置上，而是围绕平衡位置作微振动，称为晶格振动。1913年，量子力学奠基人波恩发表了”关于晶格比热“的文章，引入晶格振动波理论，而声子就是表述晶格振动量子化的准粒子，不仅可以用来解释固体的热学性质，还与固体的弹性性质、介电性质、光学性质、电磁学性质、结构相变等各方面的物理性质密切相关，是研究凝聚态物理性质的基础。
我国在材料基础理论方面，世界著名的物理学家黄昆院士让人肃然起敬。1954年，黄昆在英国期间与玻恩合著有”晶格动力学“一书，是一部有世界影响的经典科学专著。
他从理论上预言了与晶格中杂质有关的X光漫散射，即“黄散射”，“黄散射”已发展成为一种直接研究固体中微观缺陷的有效手段。他的多声子跃迁理论，以“黄一里斯因子”而著称于世。
他提出关于描述晶体中光学位移、宏观电场与电极化三者关系的“黄方程”和由此引申的电磁波与晶格振动的耦合，即后来称为极化元的重要概念。黄昆1977-1983年任中国科学院半导体研究所所长，2001年度国家最高科学技术奖获奖人。
北京大学量子材料科学中心在Nature发表了论文，基于扫描透射电子显微镜发展了四维电子能量损失谱技术，突破了传统谱学手段难以在纳米尺度表征晶格动力学的局限，首次实现了半导体异质结界面处局域声子模式的测量，近日更是被《半导体学报》列为2021年度中国半导体十大研究进展。大部分材料中声子的结构决定了其热容、热传输等行为，因此热电材料、热管理材料主要就是利用缺陷工程来调控声子结构；极性材料中声子与光的耦合作用能够会产生声子极化激元，基于该作用能够实现对光的操纵、光芯片的设计等；
EUV光学系统的研发是一个庞大的原始创新工程，需要光学、数学、物理学、微电子学、材料学与精密机械以及控制等多学科交叉的、大纵深的开创性研究。
中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
中国的策略很简单，其实都是阳谋了：
1: 长春光机所研发高功率euv的光源和高精度（镜面不平整度低于1nm，非球面），大视野（一次曝光大于1mm^2）的反射式镜组
2: 上海微电子所研究duv全套设备，和euv其他配套的外围机电技术。争取duv全套光刻率先实现国产化
3: 华为研究eda，计算光刻等软件。并且从arm开始设计自己的芯片。
4: 在euv研发成功之前，中芯国际和华为配合研究光刻胶、浸润式，并且借鉴（盗取）台积电的技术，实现用asml duv光刻机7nm量产
在这一过程中，全国的公务员、体制内职工、学校、医院、邮局、事业单位都会逐渐淘汰外国芯片，从华为芯片入手，先从手机开始，然后是平板，最后是其他智能设备。
中国政府将计划完全淘汰外国生产的，非完全去美化的芯片计算设备。
1: 长春光机所研发高功率euv的光源和高精度（镜面不平整度低于1nm，非球面），大视野（一次曝光大于1mm^2）的反射式镜组
2: 上海微电子所研究duv全套设备，和euv其他配套的外围机电技术。争取duv全套光刻率先实现国产化
3: 华为研究eda，计算光刻等软件。并且从arm开始设计自己的芯片。
4: 在euv研发成功之前，中芯国际和华为配合研究光刻胶、浸润式，并且借鉴（盗取）台积电的技术，实现用asml duv光刻机7nm量产
在这一过程中，全国的公务员、体制内职工、学校、医院、邮局、事业单位都会逐渐淘汰外国芯片，从华为芯片入手，先从手机开始，然后是平板，最后是其他智能设备。
中国政府将计划完全淘汰外国生产的，非完全去美化的芯片计算设备。
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
不可能成功原因：精密度加工能力达不到（复印机照相机都做不好），软件开发没有系统性严密性，做事没有规划步骤科学管理，缺少专业有效合作，人才不能坚持累积知识长久性，责权利分工混乱，无个体利益保护法律机制及稳定社会生态。总之中共制度本质基因缺陷不会再使这个种复杂精密科学系统走更远。
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
EUV光刻机的30万个零件，中国到底能做几个？
先给结论：90%的零件我们做不了，而且不是钱的问题
ASML的NXE系列EUV光刻机，每台有10万个机械零件、1万个电气零件、5万个电子元件、4万多个紧固件——加起来超过30万个独立组件。更重要的是，这30万个零件来自全球800多家供应商，没有任何一家企业可以独立生产其中的10%。
我算了一笔账：一台EUV售价约2.5亿美元，折合人民币约18亿。其中蔡司的光学系统占30%，Cymer的光源占25%，各种精密机械占20%，剩下的25%是ASML自己的集成和控制系统。
换句话说，这台机器上的每一个零件，几乎都是人类工业文明的巅峰之作。
供应链拆解：为什么没有人能复制EUV？
很多人问，荷兰那么小一个国家，怎么能造出这么精密的机器？其实ASML根本不是什么"荷兰公司"，它是全球工业的集大成者。
列几个关键供应商你就明白了：
光学系统：德国蔡司 Carl Zeiss SMT
11片反射镜，每片表面平整度0.05纳米——相当于把德国放大到地球那么大，最高的山峰不超过1厘米
反射率99.99%以上，每片镀了40层钼硅薄膜
最后一片反射镜的热变形控制在50皮米以内——比氢原子直径还小
蔡司为了做这个光学系统，在奥伯科亨建了独立厂区，恒温恒湿到0.01度，地面隔振系统把外界振动衰减到1纳米以下
光源：美国Cymer（被ASML收购）
50千赫兹的二氧化碳激光，打在每秒5万滴的锡滴上
每滴锡滴直径20微米，两次激光脉冲：第一次压平，第二次激发产生13.5纳米的EUV光
整个光源系统有500多个传感器，实时调整激光焦点，误差不能超过1微米
这个技术Cymer做了20年，烧掉几十亿美元，现在全球只有他们能量产
精密机械：德国博世、荷兰VDL、日本THK
晶圆台加速度2g，定位精度2纳米——相当于从北京到上海开快车，最后停在指定位置误差不超过一根头发丝的万分之一
掩膜台速度更快，要和晶圆台同步扫描，同步误差小于1皮秒
整个运动系统用磁悬浮轴承，没有任何机械摩擦
说几个更残酷的事实：蔡司的反射镜全球唯一，尼康、佳能试过，做不到这个平整度。Cymer的锡滴光源全球唯一，日本Gigaphoton做到了接近，但功率只有ASML的一半，良率上不去。甚至连光刻机里的某些特殊螺丝，都是瑞士一家小公司独家供应的，全球找不到第二家。
国产化现状：我们到底走到哪一步了？
直接说结论：除了外壳和一些基础结构件，90%以上的核心零部件我们现在做不了。而且不是做不出来，是做出来的性能差太远。
光学系统：差距20年以上
上海光机所、长春光机所都在做光刻物镜。长春光机所的90nm光刻物镜2018年就出来了。但那是DUV，不是EUV。
EUV和DUV的难度根本不是一个量级。DUV是透射式，用透镜；EUV是反射式，要用11片反射镜，每片的平整度要求是DUV的100倍。
国内现在能做的最好的光学平面，平整度大概0.5纳米——比蔡司的0.05纳米差了10倍。而且这还是实验室样品，不是量产产品。
光源：差距更大
国内做EUV光源的有两家：中科院上海光机所和清华大学。上光所用的是和ASML一样的激光等离子体方案，2022年做出了50瓦的原型，而ASML现在量产的是250瓦，下一代要到500瓦。
50瓦和250瓦的差距不只是功率。更关键的是：ASML的锡滴每秒5万滴，能连续运行几个月不出问题，国内的原型机只能跑几个小时；ASML的收集镜寿命几千小时，国内的跑几十小时反射率就掉下来了；激光转EUV的效率，ASML是0.5%，国内大概0.1%，差5倍。
精密运动台：差距10-15年
清华大学做的精密运动台，实验室水平能到纳米级定位精度。但加速度只有0.5g，ASML是2g。而且这是单轴的，不是双台联动的。
双台联动是什么概念？晶圆台和掩膜台以几米每秒的速度相对运动，同时保持皮秒级的同步精度——这个控制算法，国内还没人拿得出来。
所以真实的国产化率是多少？和几个业内朋友聊过，大家的判断是：如果不计较性能、良率、寿命、产能，我们大概能凑出一台"能用"的EUV原型机，国产化率可能有30%。如果要求达到ASML NXE:3400B的水平——国产化率可能不到5%。如果要求达到NXE:3600D的水平——0%。
成本和利润分析：为什么ASML卖这么贵还没人骂？
一台EUV卖2.5亿美元，贵吗？看起来很贵，但其实ASML的毛利率只有50%左右，比很多互联网公司低多了。
算一笔成本账：蔡司光学系统约7500万美元，Cymer光源约6250万美元，精密运动系统约5000万美元，真空系统、传感器、控制系统约3750万美元——总成本大概2.25亿美元。
关键是，客户觉得值。台积电买一台EUV，一年能生产大概100万片晶圆，每片晶圆卖几千美元。一台机器一年能创造几十亿美元的收入。2.5亿美元的成本，3个月就收回来了。
对台积电来说，EUV不是成本，是印钞机。
那我们自己做EUV要花多少钱？保守估计：光学系统研发至少100亿人民币10年，光源至少80亿10年，精密运动系统至少50亿8年，集成和控制至少50亿8年——总投入至少300亿，10-15年时间。
而且这还是乐观估计。很多技术不是有钱就能砸出来的，需要人才，需要工艺积累，需要供应商生态。
两条路都有坑
现在国内有两种声音：一种是"我们一定要搞出自己的EUV"，另一种是"弯道超车，跳过EUV搞其他技术路线"。
我得说，两条路都不容易，而且都有坑。
硬刚EUV的风险：时间不等人。等我们10年后搞出EUV，人家可能已经在量产High-NA EUV了，又差了一代。就算做出了EUV，光刻胶、掩膜版、EDA这些配套没跟上，还是用不了。人才缺口更大，EUV需要十几个领域的顶尖人才，每个领域都需要10年以上经验的老兵，这种人国内加起来可能不超过100个。
弯道超车的方案现在说的比较多：光子计算、量子计算、先进封装Chiplet、X射线光刻。我的判断是：光子计算和量子计算10年内看不到商业化希望；Chiplet能部分缓解工艺落后的问题，但替代不了先进制程；X射线光刻ASML也在研究，人家领先更多，根本超不过去。
所以最现实的可能是：我们短期内做不出EUV，也跳不过EUV。未来5-10年，我们可能还是要在DUV上做文章，把28nm、14nm做透做精，同时慢慢积累EUV的技术。
真正的机会不在整机，在零件
很多人一说EUV国产化，就说"我们要做出自己的EUV光刻机"。这个目标太大了，而且短期不现实。
真正的机会，不在整机，在零件。在那30万个零件里。
说几个有机会突破的方向：第一是真空系统和精密机械零件，这个我们基础还行，很多标准件国内已经能做了，只是以前没有高端应用，大家没动力做到极致，现在有了国产光刻机的需求，这个领域最先能突破。
第二是特殊材料和涂层。EUV里用的很多特殊材料，比如低放气率的真空材料、抗EUV损伤的涂层、高精度陶瓷——这些是材料科学问题，国内在材料领域的进步其实很快，很多实验室样品已经接近国际水平了，缺的是量产工艺。
第三是传感器和测量仪器。光刻机里有几千个传感器，很多高端传感器我们还依赖进口。但传感器这个东西，不是不能做，是以前市场小，没人愿意投。现在有了国产替代的需求，这个领域会起来一批公司。
第四是DUV的升级优化。短期内EUV做不出来，但DUV还是有机会的。把ArF immersion的性能再往上推一推，做多图案曝光，做到7nm甚至5nm——这个是现实的，而且投入比EUV小很多。
更重要的是：就算我们永远做不出完整的EUV光刻机，能把这30万个零件里的10%做到世界一流，那也是几千亿的市场。ASML的800多家供应商，每家其实都是细分领域的隐形冠军。
中国这么大的市场，不需要每家公司都去做整机。能把一个零件做到世界第一，就足够了。
最后说一句实话
很多人喜欢说"集中力量办大事"，好像只要国家投钱，什么都能做出来。
但EUV这个事，真不是集中力量就能办的。它不是原子弹那种原理清楚、只要堆人堆钱就能做出来的东西。它是30万个零件的精密集成，每个零件背后都是几十年的工艺积累，都是几百个工程师的心血。
ASML的成功，不是荷兰的成功，是全球供应链的成功。蔡司在德国做光学，Cymer在美国做光源，博世在德国做机械，几千家公司一起努力，最后在ASML组装。
我们想要复制这个，不是复制一家ASML，是复制整个生态。
这很难，需要很长时间。但不是不可能。
只是我们要调整预期：不要想着三五年就能搞出来，要做好十年甚至二十年的准备。不要盯着整机不放，要先从一个个零件开始突破。
我相信20年后，我们肯定能做出自己的EUV。但那一天到来之前，我们可能需要先耐心地把30万个零件一个一个地做出来。
最后留个问题：如果让你选，你觉得我们应该把钱砸在EUV整机研发上，还是砸在一个个核心零件的突破上？
先给结论：90%的零件我们做不了，而且不是钱的问题
ASML的NXE系列EUV光刻机，每台有10万个机械零件、1万个电气零件、5万个电子元件、4万多个紧固件——加起来超过30万个独立组件。更重要的是，这30万个零件来自全球800多家供应商，没有任何一家企业可以独立生产其中的10%。
我算了一笔账：一台EUV售价约2.5亿美元，折合人民币约18亿。其中蔡司的光学系统占30%，Cymer的光源占25%，各种精密机械占20%，剩下的25%是ASML自己的集成和控制系统。
换句话说，这台机器上的每一个零件，几乎都是人类工业文明的巅峰之作。
供应链拆解：为什么没有人能复制EUV？
很多人问，荷兰那么小一个国家，怎么能造出这么精密的机器？其实ASML根本不是什么"荷兰公司"，它是全球工业的集大成者。
列几个关键供应商你就明白了：
光学系统：德国蔡司 Carl Zeiss SMT
11片反射镜，每片表面平整度0.05纳米——相当于把德国放大到地球那么大，最高的山峰不超过1厘米
反射率99.99%以上，每片镀了40层钼硅薄膜
最后一片反射镜的热变形控制在50皮米以内——比氢原子直径还小
蔡司为了做这个光学系统，在奥伯科亨建了独立厂区，恒温恒湿到0.01度，地面隔振系统把外界振动衰减到1纳米以下
光源：美国Cymer（被ASML收购）
50千赫兹的二氧化碳激光，打在每秒5万滴的锡滴上
每滴锡滴直径20微米，两次激光脉冲：第一次压平，第二次激发产生13.5纳米的EUV光
整个光源系统有500多个传感器，实时调整激光焦点，误差不能超过1微米
这个技术Cymer做了20年，烧掉几十亿美元，现在全球只有他们能量产
精密机械：德国博世、荷兰VDL、日本THK
晶圆台加速度2g，定位精度2纳米——相当于从北京到上海开快车，最后停在指定位置误差不超过一根头发丝的万分之一
掩膜台速度更快，要和晶圆台同步扫描，同步误差小于1皮秒
整个运动系统用磁悬浮轴承，没有任何机械摩擦
说几个更残酷的事实：蔡司的反射镜全球唯一，尼康、佳能试过，做不到这个平整度。Cymer的锡滴光源全球唯一，日本Gigaphoton做到了接近，但功率只有ASML的一半，良率上不去。甚至连光刻机里的某些特殊螺丝，都是瑞士一家小公司独家供应的，全球找不到第二家。
国产化现状：我们到底走到哪一步了？
直接说结论：除了外壳和一些基础结构件，90%以上的核心零部件我们现在做不了。而且不是做不出来，是做出来的性能差太远。
光学系统：差距20年以上
上海光机所、长春光机所都在做光刻物镜。长春光机所的90nm光刻物镜2018年就出来了。但那是DUV，不是EUV。
EUV和DUV的难度根本不是一个量级。DUV是透射式，用透镜；EUV是反射式，要用11片反射镜，每片的平整度要求是DUV的100倍。
国内现在能做的最好的光学平面，平整度大概0.5纳米——比蔡司的0.05纳米差了10倍。而且这还是实验室样品，不是量产产品。
光源：差距更大
国内做EUV光源的有两家：中科院上海光机所和清华大学。上光所用的是和ASML一样的激光等离子体方案，2022年做出了50瓦的原型，而ASML现在量产的是250瓦，下一代要到500瓦。
50瓦和250瓦的差距不只是功率。更关键的是：ASML的锡滴每秒5万滴，能连续运行几个月不出问题，国内的原型机只能跑几个小时；ASML的收集镜寿命几千小时，国内的跑几十小时反射率就掉下来了；激光转EUV的效率，ASML是0.5%，国内大概0.1%，差5倍。
精密运动台：差距10-15年
清华大学做的精密运动台，实验室水平能到纳米级定位精度。但加速度只有0.5g，ASML是2g。而且这是单轴的，不是双台联动的。
双台联动是什么概念？晶圆台和掩膜台以几米每秒的速度相对运动，同时保持皮秒级的同步精度——这个控制算法，国内还没人拿得出来。
所以真实的国产化率是多少？和几个业内朋友聊过，大家的判断是：如果不计较性能、良率、寿命、产能，我们大概能凑出一台"能用"的EUV原型机，国产化率可能有30%。如果要求达到ASML NXE:3400B的水平——国产化率可能不到5%。如果要求达到NXE:3600D的水平——0%。
成本和利润分析：为什么ASML卖这么贵还没人骂？
一台EUV卖2.5亿美元，贵吗？看起来很贵，但其实ASML的毛利率只有50%左右，比很多互联网公司低多了。
算一笔成本账：蔡司光学系统约7500万美元，Cymer光源约6250万美元，精密运动系统约5000万美元，真空系统、传感器、控制系统约3750万美元——总成本大概2.25亿美元。
关键是，客户觉得值。台积电买一台EUV，一年能生产大概100万片晶圆，每片晶圆卖几千美元。一台机器一年能创造几十亿美元的收入。2.5亿美元的成本，3个月就收回来了。
对台积电来说，EUV不是成本，是印钞机。
那我们自己做EUV要花多少钱？保守估计：光学系统研发至少100亿人民币10年，光源至少80亿10年，精密运动系统至少50亿8年，集成和控制至少50亿8年——总投入至少300亿，10-15年时间。
而且这还是乐观估计。很多技术不是有钱就能砸出来的，需要人才，需要工艺积累，需要供应商生态。
两条路都有坑
现在国内有两种声音：一种是"我们一定要搞出自己的EUV"，另一种是"弯道超车，跳过EUV搞其他技术路线"。
我得说，两条路都不容易，而且都有坑。
硬刚EUV的风险：时间不等人。等我们10年后搞出EUV，人家可能已经在量产High-NA EUV了，又差了一代。就算做出了EUV，光刻胶、掩膜版、EDA这些配套没跟上，还是用不了。人才缺口更大，EUV需要十几个领域的顶尖人才，每个领域都需要10年以上经验的老兵，这种人国内加起来可能不超过100个。
弯道超车的方案现在说的比较多：光子计算、量子计算、先进封装Chiplet、X射线光刻。我的判断是：光子计算和量子计算10年内看不到商业化希望；Chiplet能部分缓解工艺落后的问题，但替代不了先进制程；X射线光刻ASML也在研究，人家领先更多，根本超不过去。
所以最现实的可能是：我们短期内做不出EUV，也跳不过EUV。未来5-10年，我们可能还是要在DUV上做文章，把28nm、14nm做透做精，同时慢慢积累EUV的技术。
真正的机会不在整机，在零件
很多人一说EUV国产化，就说"我们要做出自己的EUV光刻机"。这个目标太大了，而且短期不现实。
真正的机会，不在整机，在零件。在那30万个零件里。
说几个有机会突破的方向：第一是真空系统和精密机械零件，这个我们基础还行，很多标准件国内已经能做了，只是以前没有高端应用，大家没动力做到极致，现在有了国产光刻机的需求，这个领域最先能突破。
第二是特殊材料和涂层。EUV里用的很多特殊材料，比如低放气率的真空材料、抗EUV损伤的涂层、高精度陶瓷——这些是材料科学问题，国内在材料领域的进步其实很快，很多实验室样品已经接近国际水平了，缺的是量产工艺。
第三是传感器和测量仪器。光刻机里有几千个传感器，很多高端传感器我们还依赖进口。但传感器这个东西，不是不能做，是以前市场小，没人愿意投。现在有了国产替代的需求，这个领域会起来一批公司。
第四是DUV的升级优化。短期内EUV做不出来，但DUV还是有机会的。把ArF immersion的性能再往上推一推，做多图案曝光，做到7nm甚至5nm——这个是现实的，而且投入比EUV小很多。
更重要的是：就算我们永远做不出完整的EUV光刻机，能把这30万个零件里的10%做到世界一流，那也是几千亿的市场。ASML的800多家供应商，每家其实都是细分领域的隐形冠军。
中国这么大的市场，不需要每家公司都去做整机。能把一个零件做到世界第一，就足够了。
最后说一句实话
很多人喜欢说"集中力量办大事"，好像只要国家投钱，什么都能做出来。
但EUV这个事，真不是集中力量就能办的。它不是原子弹那种原理清楚、只要堆人堆钱就能做出来的东西。它是30万个零件的精密集成，每个零件背后都是几十年的工艺积累，都是几百个工程师的心血。
ASML的成功，不是荷兰的成功，是全球供应链的成功。蔡司在德国做光学，Cymer在美国做光源，博世在德国做机械，几千家公司一起努力，最后在ASML组装。
我们想要复制这个，不是复制一家ASML，是复制整个生态。
这很难，需要很长时间。但不是不可能。
只是我们要调整预期：不要想着三五年就能搞出来，要做好十年甚至二十年的准备。不要盯着整机不放，要先从一个个零件开始突破。
我相信20年后，我们肯定能做出自己的EUV。但那一天到来之前，我们可能需要先耐心地把30万个零件一个一个地做出来。
最后留个问题：如果让你选，你觉得我们应该把钱砸在EUV整机研发上，还是砸在一个个核心零件的突破上？
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
没有了开源，国内没最高端原创技术能力的，开源就吹牛逼，卡脖子就吐白沫。
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
- 30 万这个数：来自 ASML 官方对 TWINSCAN NXE:3600D 的技术白皮书披露的 parts count 约 35 万（含冗余件+备件），我原文用"30 万"是取整。如果按主流 EUV 机型统计口径，也有说法是 15-25 万（不含备件）。
- 非标件比例：粗估 60-70%。原因是 EUV 单台交付一年才 40-50 台，很多零件根本没有规模效应生产成标准件，只能按图定制。这也是为什么 ASML 供应商大约 800 家，因为标准件可以集中采购，非标件必须分散给专业厂。
- 非标件比例：粗估 60-70%。原因是 EUV 单台交付一年才 40-50 台，很多零件根本没有规模效应生产成标准件，只能按图定制。这也是为什么 ASML 供应商大约 800 家，因为标准件可以集中采购，非标件必须分散给专业厂。
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
UV 里最卡的是那种"没写在论文里"的 know-how——比如镜面的亚纳米级研磨要连续工作 72 小时不换手，或者一个特定螺栓的扭矩曲线要用哪家厂的力矩扳手。这类隐性知识没有师徒传承或整机反向工程，看专利+论文永远学不到。这也是为什么苏联转让给中国的 156 项工业里，能吃透的大多是有原型机+现场专家的领域。
Re: 中国招聘前ASML工程师打造出极紫外光刻机原型机
科普：EUV 光刻机的 13.5nm 光源是如何实现的？
三年前，美国开始对中国高端芯片产业进行绞杀的时候，半导体行业最乐观的人，都觉得国产光刻机的诞生起码需要10年时间。华为发布mate 60 pro后不久，ASML CEO温宁克接受...
三年前，美国开始对中国高端芯片产业进行绞杀的时候，半导体行业最乐观的人，都觉得国产光刻机的诞生起码需要10年时间。
华为发布mate 60 pro后不久，ASML CEO温宁克接受媒体采访时坦言，中国有14亿人，而且聪明人很多。他们能想到我们未想到的解决方案，出口管制只会迫使他们提升创新能力。他们做事更努力、更专注、更快，我们太自以为是了。作为这个星球上唯一的EUV光刻机厂家，ASML已经听到了中国EUV光刻机不断逼近的震撼脚步声。
众所周知，EUV光刻技术是一个极其庞大、却又无比精妙的系统工程。EUV光刻机共有三大核心技术，分别为EUV光源系统，高精度弧形反射镜系统、超高精度真空双工件台。其中EUV光源又是核心中的核心。
光刻机光源每一代进步都是个难题，最早是汞灯产生的UV 436 g-line和365nm i-line，接着是DUV 248nm KrF和193nm ArF准分子激光光源。
虽然早在1960年美国科学家梅曼就发明了第一台激光器，不到一年中国首台激光器在中科院长春光机所由王之江等人研制成功，但是激光由于受到放大介质的限制，很难向短波长的紫外和X射线的波段推进。
不过，科学家从理论上预测了紫外波段激光的可能性，激光发明的那一年，德国物理学家豪特曼就提出了准分子束缚－自由电子跃迁产生增益的理论，即以准分子为激活介质实现激光振荡。
10年后的1970年，第一束准分子激光如约而至，苏联诺贝尔物理学奖获得者尼古拉·巴索夫在莫斯科物理研究所，使用电子束激发氙气二聚体，产生的准分子激光波长为172nm。
DUV光刻机的193 nm ArF准分子激光单光子能量为6.4eV, 能够诱导化学反应，有效打断材料组织中的化学键，从而对材料实现光解切割，避免了红外波段激光加工中的热效应，具有“冷加工”的优良特点。
美国人率先把准分子激光工程实用化。三名“不务正业”的IBM的科学家尝试在火鸡骨头、头发上刻蚀图案后，IBM于1982年成功将准分子激光技术应用在半导体光刻工艺中。浸没式光刻之父，台积电研发六骑士之一的光学博士林本坚，正是在IBM参与DUV准分子激光光刻技术的研发，并获得10届IBM杰出发明奖，1个杰出贡献奖。
而两名毕业于美国加州大学圣地亚哥分校的激光光学博士却碰到了准分子激光研究的陷阱。阿金斯和桑德斯特罗姆，正在HLX国防科技公司研究把准分子激光用于令人兴奋的潜艇与卫星的通信，6年研究仅证明准分子激光无法穿透大气层来承载通信。他们只好把注意力转向了IBM开创的准分子激光芯片制造领域。1986年，他们俩创业成立了Cymer公司。
业内很看好DUV准分子激光，但是对EUV则充满了怀疑，即便是美国最顶级的劳伦斯利弗莫尔国家实验室都没有底气面对质疑。IBM等公司直接跳过EUV波段，从1981年就开始着手更超前的1-10nm波段软x光射线的研究。事实上IBM认为软X射线比DUV准分子激光更有前景，配备的资源也更多。当时全世界最顶尖的科学家耗时11年搭建了十几道系统,耗费了大量的科研经费,最终的结论是软x光射线无法应用于下一代的光刻技术,根本的原因还是软x光射线的成像系统的像场和波前误差不如预期。而关于这点，林本坚似乎有先见之明。某天IBM在软X射线研究取了重大进展，负责人给每人一件T恤，写着X ray works，即X光有用以资庆贺，林本坚竟在下面加了几个字，成了‘X ray works - for the dentists’，即X光可用，是在牙医诊所，还用磁铁挂在他办公桌后面的档案柜上，昭告所有路过的同事。
业界只好放弃软X光射线，退而求其次回到EUV波段。因为有了软X光射线失败的经验，1993年到1996年仅花了3年就初步论证了13.5nm EUV应用于下一代光刻机的可行性。因为几乎所有材料对波长短于100 nm的光都有强烈的吸收，故EUV光刻机不能采用透射式光学系统，只能采用反射式光学系统。又因为EUV波长与晶格参数接近，很容易发生衍射，反射率也很低，最终的反射方案是采用多层镀膜的Mo-Si布拉格反射器，研究表明其对13.5nm波长的反射率最高，达到了70%，因此下一代光刻机最终采用波长13.5nn附近0.27nn带宽的EUV光源。
选择13.5nm这个数字，从1981年到1996年花费了整整15年之久。
很快整个行业就围绕EUV运转起来，1997年英特尔和美国政府牵头成立EUV LLC联盟，该联盟汇聚了美国顶尖的研究资源和芯片巨头，包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室、桑迪亚国家实验室三大国家实验室，联合IBM、AMD、摩托罗拉等科技巨头，集中数百位顶尖科学家，共同研究EUV光刻技术，共享研究成果。美国政府担心尖端技术落入外国公司，并且有意打击日本半导体产业，所以反对日本光刻巨头尼康的加入，规模尚小的ASML做出在美国建立工厂和研发基地等多项让步后才成功加入EUV联盟，而台积电当时还是不起眼的小代工厂，也没有被接纳加入。不过考虑到ASML和台积电本来就有间接持股关系，未来的台积电在EUV领域举足轻重也不为怪。
在完成了EUV光源的可行性论证后,从1996年到2011年,又一个15年,业界才完成13.5nm EUV光源的实用工程化。
EUV实用化工程化的苗头初现，并依托商业上已经成功的DUV光刻机，ASML就启动了极具进攻性的商业竞争策略。2012年ASML主动提出了客户联合投资计划，拿出23%的股份筹集了53亿欧元的投资，英特尔认购了15%、台积电认购5%，三星认购了3%。拿到钱后，当年ASML立即斥资 26亿美金收购了完整经历过DUV和EUV光源变迁的Cymer，另外入股或者绑定德国蔡司，通快等EUV光源核心技术公司的独家供货权。日本的佳能和尼康光刻机最终和EUV绝缘，Cymer也成为目前世界上唯一的商业化EUV光源提供商。
由于13.5nm的EUV易被吸收，损耗极高，而且EUV没有DUV那种低成本的浸没式精度提升方案，光学系统的孔径也做不大，所以别看193nm和13.5nm这两个光源波长相差了15倍，EUV光刻仅提升了3倍不到的精度，而且伴随精度的提升，是对EUV光源功率的极为苛刻的要求。为了在 60% 的典型扫描仪占空比下实现每小时100 片晶圆的吞吐量，晶圆上的功率应大于约 550 mW，这意味着 EUV 源功率在IF中间焦点处功率大于200W。相比之下，DUV 193nm光源的功率为90 W。看起来两者似乎差别没有那么大，但为了产生200W的EUV，却需要功率相当于战术激光武器的40KW脉冲激光来激发。
那么如何产生高功率密度的13.5nm的光源呢？
产生13.5 nm EUV的首选方法是高电荷离子的等离子体发射。三种最有希望的候选元素是 锂、锡和氙，它们都具有在所需带宽内具有强共振跃迁的离子。由于多种原因，锂基和氙基等离子体源获得的转换效率远远落后于锡基等离子体。在确定了锡作为电离材料后，实现电离的方法也出现了2个主要分支，即LPP激光等离子体和DPP放电等离子体。
DPP方案是把锡涂覆在电极两端，加高压，这样两极之间会产生等离子体，并且会发生箍缩效应，产生自发辐射，从而发出极紫外光。DPP方案将电能直接转化为等离子体能，光源结构简单，又由于容易建造大功率电源系统，最终EUV输出功率理论上是容易提升。但仍有许多关键问题需要解决，比如锡碎屑与光学系统的隔离、重频放电条件下光源稳定性、增大光源输出角等。
LPP方案的基本原理是用强激光脉冲轰击锡液滴，金属锡中的自由电子吸收脉冲能量并转移给晶格振动，从而破坏金属键使得金属锡被打成等离子体，其中含有大量高度电离的、温度达十万摄氏度的锡离子，根据玻尔兹曼因子估算，足以使锡离子占据极紫外量级的高能激发态。
Cymer的LPP整体方案显得十分魔幻。首先选中了德国通快公司的极高功率CO2红外激光，其波长是10.6um，最适合锡等离子体通过逆韧致辐射吸收效应，吸收大量激光的能量，从而有助于升温并电离。其次采用预脉冲激光技术显著提高EUV光源转换效率。锡液滴的直径为20微米，而主脉冲二氧化碳激光器光斑直径至少为几百微米，为了解决液滴尺寸和激光光斑尺寸的不匹配问题，先用小功率预脉冲激光照射锡液滴使其升温膨胀，受光面积变大。紧接着主脉冲激光再次精确轰击这个饼状的锡滴将其形成等离子体，并产生EUV辐射。为了保证光源的连续性，1秒钟需要精确“狙击”5万个20微米的锡液滴。这样很容易将激发转换效率从1%提升到5%，也就是将EUV光源功率增加5倍。如果单纯提升红外激光器的功率，意味着要将40千瓦的红外激光平均功率提升到200千瓦，那几乎是不可能的任务。
Cymer自己并没有高功率二氧化碳激光器，其合作伙伴德国通快基于其二氧化碳激光技术定制了一套独一无二的激光放大器。其核心组件包括高功率种子模块、高功率放大链路、光束传输系统、光学平台FFA等。在五个放大阶段中，该设备可提升一个较弱的激光脉冲超过10000次，输出的激光脉冲超过40千瓦的平均脉冲功率，脉冲峰值功率可以高达几兆瓦。
虽然得到了极紫外线，但它是向四周散射的，还必须想办法把它们收集汇聚到一起，才可以对晶圆进行光刻。要汇聚极紫外线，只能借助于分布式布拉格反射器。它的原理其实并不复杂，光线在经过特殊设计的反射介质时，如果其波长恰好为1/4波长，那么介质的两面反射光恰好相差1/2波长，则发生相消干涉，实际上增强了反射光。通过设计不同反射介质的组合，可以单独加强针对某一波段的光线的反射率，起到光谱纯化效果。
ASML光刻机中的布拉格反射器由蔡司研发，采用硅和钼作为主要原料，超过40层介质层，每层的厚度只有不到4纳米，而镀膜的精度误差不超过0.05纳米，镀膜技术由德国弗劳恩霍夫应用光学与精密机械研究所提供。通过精确控制介质的厚度和组合，原本四散射出的极紫外线就可以集合起来，汇聚为一束强的光线用于生产。
所以Cymer的EUV方案是整合了蔡司的无以伦比的光学反射镜、弗劳恩霍夫光机所的精确的镀膜、通快的超高功率二氧化碳激光这三家德国公司的先进技术。2020年，这三家公司因为EUV光源技术获得德国未来奖。
收集EUV还只是开始，麻烦还在后头。激光照射锡滴形成的碎屑如果沉积在镀膜镜面上，将会导致EUV收集镜的反射率降低。即便是沉积的锡厚度只有1 nm，即只有几个原子层，收集镜的反射率降低也将达到10%，而衰减10%就需要更换昂贵的收集镜了。Cymer通过氢气气流来“烧掉”沉积的锡碎屑，锡通过与氢气反应生成气体SnH4并被排出。然而这个过程产生的微量游离氢离子会逐渐渗透进入收集镜的反射多层镀膜，并在多层镀膜内部缓慢聚合成氢气，将会导致多层镀膜内产生气泡而被剥离，所以必须发明一种特殊的保护层覆盖在多层镀膜的顶部。
为了安装EUV光源这样精密的设备，对空气洁净度的要求也是极高的。在美国航空航天署组装詹姆斯·韦伯太空望远镜的无尘房间，其清洁度达到了CleanRoom ISO 7，也就是每立方米的空气中，大于0.5微米的微粒数量不得超过35.2万个。但是，ASML厂房的清洁度必须达到ISO 1，也就是说，每立方米空气中，小于0.1微米的微粒数量不得大于10个，大于该尺寸的微粒不得存在。
在预脉冲技术的推动下，ASML的EUV光源功率在过去十年保持了线性增长。第一代EUV验证机型NXE3100光刻机曝光功率仅有10W左右，其产能仅为8-10片晶圆/小时。2018年Cymer将功率提升到250W，NXE3400B光刻机的产能是155片/小时，而NXE3400C的产能提高到170片/小时。通过采用新的1微米激光预脉冲，ASML已经实现闭环600W，开环700W的创纪录的EUV功率！LPP EUV光源在未来3-5年很可能突破千瓦级大关，直指1nm芯片节点。
中国的EUV光源一方面可以跳过没有头绪的漫长理论摸索，另一方面可以基于最新的技术进展来直接开展实用工程化研究，大幅度缩短了进程。
公开信息显示，哈尔滨工业大学负责的DPP-EUV光源已经达到实用化的120W的水平，这相当不容易。虽然DPP整体方案看似比LPP简单得多，但当年Cymer无法提升功率只好放弃DPP转向LPP。2023年4月13日下午，中国科学院院士、中国科学院前院长白春礼到长春光机所调研了EUV光源，相信这是结合哈工大DPP EUV光源和长春光机所的高精度弧形反射镜系统的EUV光源工程样机。DPP方案可以避开当前LLP-EUV的专利壁垒，同时与未来的加速器光源方案有一定的继承性。
关于EUV反射收集镜，中国出乎意料的有技术底蕴。早在2015年，中国长春光机所就已经研发出了EUV高精度弧形反射镜系统，多层镀膜面形误差小于0.1nm，只是镀膜设备采购自海外，被禁售制裁导致镀膜装置无法生产。2021年7月，中科院旗下中科科美成功研发出镀膜精度控制在0.1nm以内的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置，已经可以满足了EUV反射收集镜的要求，未来将镀膜精度继续提升到0.05纳米也完全有可能。
中科院上海光机所则负责LPP方案的攻关，据当前公开的研究进展情况，LPP EUV光源IF功率达到了188W，转换效率为3.7%，同样也能够进入实用化，而且专门设置的磁镜装置可以产生非均匀磁场对等离子体进行约束，从而抑制锡碎屑对光学元件造成的污染。但LPP EUV所需的脉冲大功率二氧化碳激光器，我国长期处于落后局面。20KW以上二氧化碳激光器只有美国和日本的几家企业能够生产，且依据瓦森纳协定对中国禁售。所以LPP方案虽然ASML已经充分验证，看似路径明确，但对中国来说待攻关的技术点多，专利壁垒深厚，挑战反而更大。即使成功，也不过是亦步亦趋跟随ASML，很难做到超越。
广东智能机器研究院与华中科技大学，在尝试采用分时高功率光纤激光器射击液态锡靶，绕开超高功率、超高重频二氧化碳激光器这个路线，400路光纤激光器和分时束照射装置理论上可以实现数倍于ASML LPP的光源转换效率。
最后一个方案则是路线最为创新、最为颠覆性的加速器光源SSMB-EUV，即稳态微聚束极紫外光源路线，由清华大学主导。
加速器光源主要包括基于电子储存环的同步辐射SR和基于电子直线加速器自由电子激光FEL两种。我们知道EUV光刻对光源的有4方面要求：高平均功率，这样曝光速度快，利于提高生产效率；高亮度，可以降低对光刻胶的敏感度要求；高纯度，就是频带比较窄，有利于提高分辨率；短波长，同样有利于提高分辨率。]
SR光源的功率、亮度都很好，比LPP/DPP光源强得多，但它产生的是一个频率范围较大的连续光谱，需要配合滤光器得到合适的窄带光源。问题是“宽带”滤成“窄带”必然损失大量的光能，部分抵消了功率高的优点。
而FEL亮度更高，可以比SR还高10个量级，纯度也非常高，还能做到波长连续可调。但麻烦的是脉冲重复频率比较低，这样平均功率就降得很厉害。
SSMB光源把SR和FEL结合起来了，可以得到高功率、高亮度、高重频、窄带宽的光源，而且波长可调，别说EUV，就是下一代波长约6 nm的Blue-X光源都能达到，而且不需要SR的滤光器或LPP/DPP的多反射光谱纯化装置。显然，就性能来讲是非常适合进行EUV光刻的。
只是加速器光源最大的弱点是非常昂贵，而SSMB贵上加贵，另外体积也太大，适合建设为国家级的EUV光源研究和生产的基础设施。
我国的加速器光源的基础建设完全是国际水平。同步辐射上海光源于2004年2月立项，于2009年4月完成调试并向用户开放。自由电子激光大连相干光源于2012年初正式启动，2016年9月24日首次出光。而世界上亮度最高的第四代同步辐射光源，怀柔科学城的国家重大科技基础设施，高能同步辐射光源HEPS于2019年6月启动建设，中科院高能所承担，建设周期6.5年，与我国现有的光源形成能区互补。由清华大学主导的SSMB，已经在雄安选址开工建设1千瓦级SSMB-EUV光源，投资在10亿量级。
当然，SSMB技术进展不可能赶上首台国产EUV光刻机，尽快达成实用工程化还得指望上海光机所的LPP-EUV或者哈工大的DPP-EUV。
显然EUV光刻关键技术备受社会关注，有声音认为只要我们能够自己制造出一台EUV光刻机，国内半导体产业发展问题就基本解决，但事实并非如此。EUV光刻机只不过是中国半导体产业发展路上需要解决的问题的一个缩影，重要的，但绝非唯一的问题。作为全新的芯片前沿工艺体系，其研发是一个庞大的原始创新工程，需要光学、数学、物理学、微电子学、材料学与精密机械以及控制等多学科交叉的、大纵深的开创性研究；科学家必须在光源、结构、器件、工艺及检测等领域解决一系列核心科学问题，并阐释许多新机制和新机理。以中国科学院为代表的国家战略科技力量，需要以雄厚的前沿科研积累、高水平的研发大平台和权责清晰的组织规则，形成强大的平台吸引力和合作凝聚力，激发产业合作伙伴的创新热情与潜能。
三年前，美国开始对中国高端芯片产业进行绞杀的时候，半导体行业最乐观的人，都觉得国产光刻机的诞生起码需要10年时间。华为发布mate 60 pro后不久，ASML CEO温宁克接受...
三年前，美国开始对中国高端芯片产业进行绞杀的时候，半导体行业最乐观的人，都觉得国产光刻机的诞生起码需要10年时间。
华为发布mate 60 pro后不久，ASML CEO温宁克接受媒体采访时坦言，中国有14亿人，而且聪明人很多。他们能想到我们未想到的解决方案，出口管制只会迫使他们提升创新能力。他们做事更努力、更专注、更快，我们太自以为是了。作为这个星球上唯一的EUV光刻机厂家，ASML已经听到了中国EUV光刻机不断逼近的震撼脚步声。
众所周知，EUV光刻技术是一个极其庞大、却又无比精妙的系统工程。EUV光刻机共有三大核心技术，分别为EUV光源系统，高精度弧形反射镜系统、超高精度真空双工件台。其中EUV光源又是核心中的核心。
光刻机光源每一代进步都是个难题，最早是汞灯产生的UV 436 g-line和365nm i-line，接着是DUV 248nm KrF和193nm ArF准分子激光光源。
虽然早在1960年美国科学家梅曼就发明了第一台激光器，不到一年中国首台激光器在中科院长春光机所由王之江等人研制成功，但是激光由于受到放大介质的限制，很难向短波长的紫外和X射线的波段推进。
不过，科学家从理论上预测了紫外波段激光的可能性，激光发明的那一年，德国物理学家豪特曼就提出了准分子束缚－自由电子跃迁产生增益的理论，即以准分子为激活介质实现激光振荡。
10年后的1970年，第一束准分子激光如约而至，苏联诺贝尔物理学奖获得者尼古拉·巴索夫在莫斯科物理研究所，使用电子束激发氙气二聚体，产生的准分子激光波长为172nm。
DUV光刻机的193 nm ArF准分子激光单光子能量为6.4eV, 能够诱导化学反应，有效打断材料组织中的化学键，从而对材料实现光解切割，避免了红外波段激光加工中的热效应，具有“冷加工”的优良特点。
美国人率先把准分子激光工程实用化。三名“不务正业”的IBM的科学家尝试在火鸡骨头、头发上刻蚀图案后，IBM于1982年成功将准分子激光技术应用在半导体光刻工艺中。浸没式光刻之父，台积电研发六骑士之一的光学博士林本坚，正是在IBM参与DUV准分子激光光刻技术的研发，并获得10届IBM杰出发明奖，1个杰出贡献奖。
而两名毕业于美国加州大学圣地亚哥分校的激光光学博士却碰到了准分子激光研究的陷阱。阿金斯和桑德斯特罗姆，正在HLX国防科技公司研究把准分子激光用于令人兴奋的潜艇与卫星的通信，6年研究仅证明准分子激光无法穿透大气层来承载通信。他们只好把注意力转向了IBM开创的准分子激光芯片制造领域。1986年，他们俩创业成立了Cymer公司。
业内很看好DUV准分子激光，但是对EUV则充满了怀疑，即便是美国最顶级的劳伦斯利弗莫尔国家实验室都没有底气面对质疑。IBM等公司直接跳过EUV波段，从1981年就开始着手更超前的1-10nm波段软x光射线的研究。事实上IBM认为软X射线比DUV准分子激光更有前景，配备的资源也更多。当时全世界最顶尖的科学家耗时11年搭建了十几道系统,耗费了大量的科研经费,最终的结论是软x光射线无法应用于下一代的光刻技术,根本的原因还是软x光射线的成像系统的像场和波前误差不如预期。而关于这点，林本坚似乎有先见之明。某天IBM在软X射线研究取了重大进展，负责人给每人一件T恤，写着X ray works，即X光有用以资庆贺，林本坚竟在下面加了几个字，成了‘X ray works - for the dentists’，即X光可用，是在牙医诊所，还用磁铁挂在他办公桌后面的档案柜上，昭告所有路过的同事。
业界只好放弃软X光射线，退而求其次回到EUV波段。因为有了软X光射线失败的经验，1993年到1996年仅花了3年就初步论证了13.5nm EUV应用于下一代光刻机的可行性。因为几乎所有材料对波长短于100 nm的光都有强烈的吸收，故EUV光刻机不能采用透射式光学系统，只能采用反射式光学系统。又因为EUV波长与晶格参数接近，很容易发生衍射，反射率也很低，最终的反射方案是采用多层镀膜的Mo-Si布拉格反射器，研究表明其对13.5nm波长的反射率最高，达到了70%，因此下一代光刻机最终采用波长13.5nn附近0.27nn带宽的EUV光源。
选择13.5nm这个数字，从1981年到1996年花费了整整15年之久。
很快整个行业就围绕EUV运转起来，1997年英特尔和美国政府牵头成立EUV LLC联盟，该联盟汇聚了美国顶尖的研究资源和芯片巨头，包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室、桑迪亚国家实验室三大国家实验室，联合IBM、AMD、摩托罗拉等科技巨头，集中数百位顶尖科学家，共同研究EUV光刻技术，共享研究成果。美国政府担心尖端技术落入外国公司，并且有意打击日本半导体产业，所以反对日本光刻巨头尼康的加入，规模尚小的ASML做出在美国建立工厂和研发基地等多项让步后才成功加入EUV联盟，而台积电当时还是不起眼的小代工厂，也没有被接纳加入。不过考虑到ASML和台积电本来就有间接持股关系，未来的台积电在EUV领域举足轻重也不为怪。
在完成了EUV光源的可行性论证后,从1996年到2011年,又一个15年,业界才完成13.5nm EUV光源的实用工程化。
EUV实用化工程化的苗头初现，并依托商业上已经成功的DUV光刻机，ASML就启动了极具进攻性的商业竞争策略。2012年ASML主动提出了客户联合投资计划，拿出23%的股份筹集了53亿欧元的投资，英特尔认购了15%、台积电认购5%，三星认购了3%。拿到钱后，当年ASML立即斥资 26亿美金收购了完整经历过DUV和EUV光源变迁的Cymer，另外入股或者绑定德国蔡司，通快等EUV光源核心技术公司的独家供货权。日本的佳能和尼康光刻机最终和EUV绝缘，Cymer也成为目前世界上唯一的商业化EUV光源提供商。
由于13.5nm的EUV易被吸收，损耗极高，而且EUV没有DUV那种低成本的浸没式精度提升方案，光学系统的孔径也做不大，所以别看193nm和13.5nm这两个光源波长相差了15倍，EUV光刻仅提升了3倍不到的精度，而且伴随精度的提升，是对EUV光源功率的极为苛刻的要求。为了在 60% 的典型扫描仪占空比下实现每小时100 片晶圆的吞吐量，晶圆上的功率应大于约 550 mW，这意味着 EUV 源功率在IF中间焦点处功率大于200W。相比之下，DUV 193nm光源的功率为90 W。看起来两者似乎差别没有那么大，但为了产生200W的EUV，却需要功率相当于战术激光武器的40KW脉冲激光来激发。
那么如何产生高功率密度的13.5nm的光源呢？
产生13.5 nm EUV的首选方法是高电荷离子的等离子体发射。三种最有希望的候选元素是 锂、锡和氙，它们都具有在所需带宽内具有强共振跃迁的离子。由于多种原因，锂基和氙基等离子体源获得的转换效率远远落后于锡基等离子体。在确定了锡作为电离材料后，实现电离的方法也出现了2个主要分支，即LPP激光等离子体和DPP放电等离子体。
DPP方案是把锡涂覆在电极两端，加高压，这样两极之间会产生等离子体，并且会发生箍缩效应，产生自发辐射，从而发出极紫外光。DPP方案将电能直接转化为等离子体能，光源结构简单，又由于容易建造大功率电源系统，最终EUV输出功率理论上是容易提升。但仍有许多关键问题需要解决，比如锡碎屑与光学系统的隔离、重频放电条件下光源稳定性、增大光源输出角等。
LPP方案的基本原理是用强激光脉冲轰击锡液滴，金属锡中的自由电子吸收脉冲能量并转移给晶格振动，从而破坏金属键使得金属锡被打成等离子体，其中含有大量高度电离的、温度达十万摄氏度的锡离子，根据玻尔兹曼因子估算，足以使锡离子占据极紫外量级的高能激发态。
Cymer的LPP整体方案显得十分魔幻。首先选中了德国通快公司的极高功率CO2红外激光，其波长是10.6um，最适合锡等离子体通过逆韧致辐射吸收效应，吸收大量激光的能量，从而有助于升温并电离。其次采用预脉冲激光技术显著提高EUV光源转换效率。锡液滴的直径为20微米，而主脉冲二氧化碳激光器光斑直径至少为几百微米，为了解决液滴尺寸和激光光斑尺寸的不匹配问题，先用小功率预脉冲激光照射锡液滴使其升温膨胀，受光面积变大。紧接着主脉冲激光再次精确轰击这个饼状的锡滴将其形成等离子体，并产生EUV辐射。为了保证光源的连续性，1秒钟需要精确“狙击”5万个20微米的锡液滴。这样很容易将激发转换效率从1%提升到5%，也就是将EUV光源功率增加5倍。如果单纯提升红外激光器的功率，意味着要将40千瓦的红外激光平均功率提升到200千瓦，那几乎是不可能的任务。
Cymer自己并没有高功率二氧化碳激光器，其合作伙伴德国通快基于其二氧化碳激光技术定制了一套独一无二的激光放大器。其核心组件包括高功率种子模块、高功率放大链路、光束传输系统、光学平台FFA等。在五个放大阶段中，该设备可提升一个较弱的激光脉冲超过10000次，输出的激光脉冲超过40千瓦的平均脉冲功率，脉冲峰值功率可以高达几兆瓦。
虽然得到了极紫外线，但它是向四周散射的，还必须想办法把它们收集汇聚到一起，才可以对晶圆进行光刻。要汇聚极紫外线，只能借助于分布式布拉格反射器。它的原理其实并不复杂，光线在经过特殊设计的反射介质时，如果其波长恰好为1/4波长，那么介质的两面反射光恰好相差1/2波长，则发生相消干涉，实际上增强了反射光。通过设计不同反射介质的组合，可以单独加强针对某一波段的光线的反射率，起到光谱纯化效果。
ASML光刻机中的布拉格反射器由蔡司研发，采用硅和钼作为主要原料，超过40层介质层，每层的厚度只有不到4纳米，而镀膜的精度误差不超过0.05纳米，镀膜技术由德国弗劳恩霍夫应用光学与精密机械研究所提供。通过精确控制介质的厚度和组合，原本四散射出的极紫外线就可以集合起来，汇聚为一束强的光线用于生产。
所以Cymer的EUV方案是整合了蔡司的无以伦比的光学反射镜、弗劳恩霍夫光机所的精确的镀膜、通快的超高功率二氧化碳激光这三家德国公司的先进技术。2020年，这三家公司因为EUV光源技术获得德国未来奖。
收集EUV还只是开始，麻烦还在后头。激光照射锡滴形成的碎屑如果沉积在镀膜镜面上，将会导致EUV收集镜的反射率降低。即便是沉积的锡厚度只有1 nm，即只有几个原子层，收集镜的反射率降低也将达到10%，而衰减10%就需要更换昂贵的收集镜了。Cymer通过氢气气流来“烧掉”沉积的锡碎屑，锡通过与氢气反应生成气体SnH4并被排出。然而这个过程产生的微量游离氢离子会逐渐渗透进入收集镜的反射多层镀膜，并在多层镀膜内部缓慢聚合成氢气，将会导致多层镀膜内产生气泡而被剥离，所以必须发明一种特殊的保护层覆盖在多层镀膜的顶部。
为了安装EUV光源这样精密的设备，对空气洁净度的要求也是极高的。在美国航空航天署组装詹姆斯·韦伯太空望远镜的无尘房间，其清洁度达到了CleanRoom ISO 7，也就是每立方米的空气中，大于0.5微米的微粒数量不得超过35.2万个。但是，ASML厂房的清洁度必须达到ISO 1，也就是说，每立方米空气中，小于0.1微米的微粒数量不得大于10个，大于该尺寸的微粒不得存在。
在预脉冲技术的推动下，ASML的EUV光源功率在过去十年保持了线性增长。第一代EUV验证机型NXE3100光刻机曝光功率仅有10W左右，其产能仅为8-10片晶圆/小时。2018年Cymer将功率提升到250W，NXE3400B光刻机的产能是155片/小时，而NXE3400C的产能提高到170片/小时。通过采用新的1微米激光预脉冲，ASML已经实现闭环600W，开环700W的创纪录的EUV功率！LPP EUV光源在未来3-5年很可能突破千瓦级大关，直指1nm芯片节点。
中国的EUV光源一方面可以跳过没有头绪的漫长理论摸索，另一方面可以基于最新的技术进展来直接开展实用工程化研究，大幅度缩短了进程。
公开信息显示，哈尔滨工业大学负责的DPP-EUV光源已经达到实用化的120W的水平，这相当不容易。虽然DPP整体方案看似比LPP简单得多，但当年Cymer无法提升功率只好放弃DPP转向LPP。2023年4月13日下午，中国科学院院士、中国科学院前院长白春礼到长春光机所调研了EUV光源，相信这是结合哈工大DPP EUV光源和长春光机所的高精度弧形反射镜系统的EUV光源工程样机。DPP方案可以避开当前LLP-EUV的专利壁垒，同时与未来的加速器光源方案有一定的继承性。
关于EUV反射收集镜，中国出乎意料的有技术底蕴。早在2015年，中国长春光机所就已经研发出了EUV高精度弧形反射镜系统，多层镀膜面形误差小于0.1nm，只是镀膜设备采购自海外，被禁售制裁导致镀膜装置无法生产。2021年7月，中科院旗下中科科美成功研发出镀膜精度控制在0.1nm以内的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置，已经可以满足了EUV反射收集镜的要求，未来将镀膜精度继续提升到0.05纳米也完全有可能。
中科院上海光机所则负责LPP方案的攻关，据当前公开的研究进展情况，LPP EUV光源IF功率达到了188W，转换效率为3.7%，同样也能够进入实用化，而且专门设置的磁镜装置可以产生非均匀磁场对等离子体进行约束，从而抑制锡碎屑对光学元件造成的污染。但LPP EUV所需的脉冲大功率二氧化碳激光器，我国长期处于落后局面。20KW以上二氧化碳激光器只有美国和日本的几家企业能够生产，且依据瓦森纳协定对中国禁售。所以LPP方案虽然ASML已经充分验证，看似路径明确，但对中国来说待攻关的技术点多，专利壁垒深厚，挑战反而更大。即使成功，也不过是亦步亦趋跟随ASML，很难做到超越。
广东智能机器研究院与华中科技大学，在尝试采用分时高功率光纤激光器射击液态锡靶，绕开超高功率、超高重频二氧化碳激光器这个路线，400路光纤激光器和分时束照射装置理论上可以实现数倍于ASML LPP的光源转换效率。
最后一个方案则是路线最为创新、最为颠覆性的加速器光源SSMB-EUV，即稳态微聚束极紫外光源路线，由清华大学主导。
加速器光源主要包括基于电子储存环的同步辐射SR和基于电子直线加速器自由电子激光FEL两种。我们知道EUV光刻对光源的有4方面要求：高平均功率，这样曝光速度快，利于提高生产效率；高亮度，可以降低对光刻胶的敏感度要求；高纯度，就是频带比较窄，有利于提高分辨率；短波长，同样有利于提高分辨率。]
SR光源的功率、亮度都很好，比LPP/DPP光源强得多，但它产生的是一个频率范围较大的连续光谱，需要配合滤光器得到合适的窄带光源。问题是“宽带”滤成“窄带”必然损失大量的光能，部分抵消了功率高的优点。
而FEL亮度更高，可以比SR还高10个量级，纯度也非常高，还能做到波长连续可调。但麻烦的是脉冲重复频率比较低，这样平均功率就降得很厉害。
SSMB光源把SR和FEL结合起来了，可以得到高功率、高亮度、高重频、窄带宽的光源，而且波长可调，别说EUV，就是下一代波长约6 nm的Blue-X光源都能达到，而且不需要SR的滤光器或LPP/DPP的多反射光谱纯化装置。显然，就性能来讲是非常适合进行EUV光刻的。
只是加速器光源最大的弱点是非常昂贵，而SSMB贵上加贵，另外体积也太大，适合建设为国家级的EUV光源研究和生产的基础设施。
我国的加速器光源的基础建设完全是国际水平。同步辐射上海光源于2004年2月立项，于2009年4月完成调试并向用户开放。自由电子激光大连相干光源于2012年初正式启动，2016年9月24日首次出光。而世界上亮度最高的第四代同步辐射光源，怀柔科学城的国家重大科技基础设施，高能同步辐射光源HEPS于2019年6月启动建设，中科院高能所承担，建设周期6.5年，与我国现有的光源形成能区互补。由清华大学主导的SSMB，已经在雄安选址开工建设1千瓦级SSMB-EUV光源，投资在10亿量级。
当然，SSMB技术进展不可能赶上首台国产EUV光刻机，尽快达成实用工程化还得指望上海光机所的LPP-EUV或者哈工大的DPP-EUV。
显然EUV光刻关键技术备受社会关注，有声音认为只要我们能够自己制造出一台EUV光刻机，国内半导体产业发展问题就基本解决，但事实并非如此。EUV光刻机只不过是中国半导体产业发展路上需要解决的问题的一个缩影，重要的，但绝非唯一的问题。作为全新的芯片前沿工艺体系，其研发是一个庞大的原始创新工程，需要光学、数学、物理学、微电子学、材料学与精密机械以及控制等多学科交叉的、大纵深的开创性研究；科学家必须在光源、结构、器件、工艺及检测等领域解决一系列核心科学问题，并阐释许多新机制和新机理。以中国科学院为代表的国家战略科技力量，需要以雄厚的前沿科研积累、高水平的研发大平台和权责清晰的组织规则，形成强大的平台吸引力和合作凝聚力，激发产业合作伙伴的创新热情与潜能。