5nm单次曝光！ASML开始研发新一代Hyper NA EUV光刻机

作为全球光刻机龙头，荷兰ASML公司近日正式对外披露了下一代极紫外（EUV）光刻机的研发战略，宣布已着手研发下一代Hyper NA EUV先进光刻机，为未来十年的芯片产业做准备。

据ASML首席技术官Jos Benschop透露，公司与长期合作伙伴蔡司（Carl Zeiss）正联合攻关Hyper NA EUV光刻机项目，核心目标是通过单次曝光实现5nm级电路图案分辨率。

该技术若成功落地，将直接适配2035年及以后的超先进制程需求，尤其可为人工智能、高性能计算、量子芯片等领域提供关键支撑——这些领域对晶体管密度与性能的要求已逼近传统工艺极限。

对比现有技术节点，ASML当前量产的最先进EUV光刻机（搭载NA 0.55的High NA EUV技术）虽已实现单次曝光8nm分辨率，但这一水平仅能满足3nm至5nm制程的大规模量产需求；而早期标准NA 0.33 EUV光刻机需通过2-4次曝光才能达到同等分辨率，导致生产效率大幅降低（单次曝光耗时数秒至数十秒，多次曝光使产线吞吐量骤减），且因对位误差、光刻胶残留等问题显著增加了良率风险与制造成本。

Hyper NA EUV的核心突破在于数值孔径（NA）的跨越式提升。

作为衡量光学系统光线收集与聚焦能力的核心参数，NA值直接决定了光刻机的分辨率极限——NA值越大，系统可捕捉的光线入射角越广，光线聚焦精度越高，最终投射的电路图案也就越精细。

行业数据显示，NA值每提升0.1，理论上可在相同波长下将分辨率提升约30%。目前，ASML主流EUV光刻机采用NA 0.33（对应光源波长13.5nm），2023年量产的High NA EUV已将NA提升至0.55，支撑起3nm制程量产；而Hyper NA的目标是将NA提升至0.7及以上，预计将推动分辨率较High NA EUV再提升30%-40%，从而覆盖2nm、1.5nm甚至更先进制程节点。

然而，超高NA光学系统的研发面临多重技术挑战：更大的数值孔径要求物镜直径显著增加（可能突破1米量级），镜面曲率精度需达到纳米级（单镜面误差控制在0.1nm以内），同时需解决因光线折射导致的像差放大、光源能量利用率下降等难题。蔡司作为全球顶尖光学系统供应商，在高精度镜头制造（如太空望远镜、半导体光刻镜头）领域的技术储备，成为Hyper NA EUV研发的关键支点。

ASML加速推进Hyper NA EUV研发的深层动因，源于半导体行业对"摩尔定律延续性"的集体焦虑。

随着制程逼近1nm物理极限，单纯依靠尺寸微缩提升性能的传统路径遭遇瓶颈，"后摩尔时代"的技术路线正转向三维堆叠、先进封装等多元方向。但无论选择何种路径，先进制程的光刻环节始终是不可替代的核心瓶颈。

市场研究机构Gartner预测，到2030年全球先进制程（7nm及以下）芯片市场规模将突破1万亿美元，其中2nm以下制程的需求占比将从当前的不足5%激增至30%以上。

要满足这一需求，现有High NA EUV的分辨率上限将很快触达天花板，Hyper NA EUV的量产时间表已成为台积电、三星、英特尔等晶圆巨头及应用材料、东京电子等设备厂商的战略关注焦点。