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中國微影技術新戰局:LDP 挑戰 EUV 壟斷地位?

  • 作家相片: tenlife2019
    tenlife2019
  • 3月19日
  • 讀畢需時 3 分鐘

全球半導體技術競爭白熱化,中國力推 LDP 技術破局

在半導體製造領域,微影技術至關重要。隨著摩爾定律推動晶片微型化,極紫外微影(EUV)成為 5 奈米及以下先進製程的關鍵。然而,美國對中國的技術封鎖使得中國無法取得荷蘭艾司摩爾(ASML)公司的 EUV 設備,促使中國積極發展雷射誘導放電電漿(LDP)技術,試圖突破微影瓶頸。

極紫外微影(EUV)成為 5 奈米及以下先進製程的關鍵
極紫外微影(EUV)成為 5 奈米及以下先進製程的關鍵

EUV 技術:先進製程的基石

EUV 微影技術使用波長 13.5 奈米的極紫外光來蝕刻微細電路,透過高功率雷射轟擊錫滴產生電漿,進而發射 EUV 光。該技術可製造 5 奈米、3 奈米甚至更先進的晶片,並應用於人工智慧、5G、高效能運算等領域。然而,EUV 設備造價極高,單台機台價格可達 1.7 億美元,且功耗高達 1 兆瓦,導致生產成本居高不下。

LDP 技術:中國的突破口?

面對技術封鎖,中國正在研發 LDP 技術,試圖建立國產 EUV 系統。LDP 利用雷射啟動電漿,並透過電極放電來進一步激發 EUV 光,相較於 ASML 採用的雷射生產電漿(LPP)技術,LDP 結構更簡單、成本更低且能源效率更高。

根據報導,華為東莞工廠正在測試 LDP 系統,計畫 2025 年試生產,並於 2026 年實現量產。哈爾濱工業大學已成功研發出 13.5 奈米 LDP 光源,並計畫提升功率至 250 瓦,以達到商業規模量產的標準。

LDP 利用雷射啟動電漿,並透過電極放電來進一步激發 EUV 光
LDP 利用雷射啟動電漿,並透過電極放電來進一步激發 EUV 光

LDP vs. EUV:技術與成本比較

參數

EUV (LPP)

LDP

光源技術

高功率雷射照射錫滴

雷射觸發錫放電

波長

13.5 奈米

13.5 奈米

技術複雜性

高,需 FPGA 控制

據稱較低

目前功率輸出

高,適用量產

原型機 50-100 瓦

穩定性

已成熟商用

仍在發展

能源效率

據稱較高

設備成本

非常高

可能較低

營運成本

可能較低

解析度

13 奈米,高 NA 可達 8 奈米

尚未確定

產能

未知

成熟度

商業化成熟

研發中

從表格可見,EUV 技術成熟且已實現大規模商業應用,而 LDP 則仍處於發展階段。若 LDP 成功突破功率與穩定性瓶頸,將可能成為 EUV 的潛在替代方案。

中國 LDP 發展的全球影響

若中國成功商業化 LDP,將能繞過美國技術封鎖,減少對 ASML 供應鏈的依賴,甚至在先進製程市場與台積電、三星競爭。此外,LDP 技術的發展可能對 ASML 的市場壟斷造成威脅,進一步影響全球半導體供應鏈格局。

然而,業界普遍認為 LDP 與 ASML 的技術差距仍然巨大,即使中國能夠自主生產 EUV 級晶片,要達到 ASML 累積數十年的精密技術仍需時日。此外,美國及其盟友可能加強對關鍵材料(如光阻劑、光罩基板等)的出口管制,進一步阻礙中國 LDP 技術的發展。

結論:LDP 能否挑戰 EUV?

目前,EUV 仍然是最先進半導體製程的標準技術,而 LDP 則作為中國發展自主半導體技術的策略選擇。若 LDP 能夠突破功率輸出、穩定性及產能問題,並建立完整供應鏈,則有可能成為未來先進製程的重要競爭者。

中國的 LDP 計畫不僅關乎技術突破,更涉及地緣政治和全球半導體供應鏈重組。無論最終 LDP 能否成功挑戰 EUV,這場微影技術競賽勢必將深刻影響全球半導體產業的未來發展。


參考資料

  1. Coherent in Semiconductor Manufacturing: EUV Lithography, https://www.coherent.com/news/blog/euv-lithography

  2. EUV Lithography: Revolutionizing Chip Manufacturing - Giro's Newsletter, https://www.girolino.com/euv-lithography-the-future-of-chip-making/

  3. China Invests €37 Billion to Develop Domestic EUV Lithography Systems, https://www.powerelectronicsnews.com/china-invests-e37-billion-to-develop-domestic-euv-lithography-systems/

  4. Navigating the Future of Lithography: Challenges and Innovations in Semiconductor Manufacturing - The European Financial Review, https://www.europeanfinancialreview.com/navigating-the-future-of-lithography-challenges-and-innovations-in-semiconductor-manufacturing/

  5. Weekly news roundup: China's EUV breakthrough and Chinese lawmakers' proposal for anonymous semiconductor purchases - DIGITIMES Asia, https://www.digitimes.com/news/a20250317VL200/euv-digitimes-asia-production-intel-huawei.html


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