光刻机巨头意识到，若中国造不成光刻机，就会造一个光刻工厂！

荷兰光刻机巨头阿斯麦（ASML）首席执行官富凯公开表示，持续收紧对华光刻机出口管制，非但无法阻止中国技术进步，反而会加速中国自主研发替代设备的步伐。

富凯打了个比方："如果你把一个人扔进沙漠，告诉他再也找不到食物，你猜他会花多久开垦出自己的菜园？这关乎生存。"

封锁层层加码，可结果阿斯麦自己在中国的日子也不好过了。

中国从荷兰进口的光刻设备数量同比明显下降，公司预计在华销售额占比将从此前的33%跌到20%左右。

真正让阿斯麦高层坐不住的，恐怕还不是眼前少赚几个钱的事。有观点认为，中国科研人员琢磨的方向，可能压根儿就不是"造一台跟ASML一模一样的光刻机"，而是把"光刻"这俩字儿的逻辑给换掉。

而就在近期，社交媒体流传消息称，华为在测试采用 LDP 光源的国产 EUV 机器。虽然历史上 LDP 路线曾因功率拓展瓶颈被放弃，但仍属于值得研究的备选技术路线。

这与 ASML 的方法形成对比，ASML 的方法称为激光产生等离子体或 LPP 方法。据称 LDP 比 LPP 更有效率，更小、更简单、能效更高。

ASML 刚刚被追上了吗？关于这台机器是如何工作的，目前知之甚少。但此前已有人尝试过 LDP，可以谈谈这方面。

先来看激光诱导放电等离子体 EUV 光源。当谈论 EUV 光源时，谈论的是产生 13.5 纳米光。

ASML 基于 LPP 的光源很有名。其中，二氧化碳激光两次击中锡滴。第一个激光脉冲将锡滴压平成圆盘形状，第二激光脉冲更加强大。

当它撞击液滴时，会产生锡等离子体。等离子体发出所需的 13.5 纳米光。

从那里，光线必须穿过由 6 到 10 次镜面反射组成的复杂光学系统。不幸的是，每个镜子反射的 EUV 光略低于 70%。

由于到达晶圆的光子很少，EUV 光源必须产生大量光子。它以瓦特或每秒产生的光子数为单位进行测量。最初的目标是 250 瓦左右。

ASML 在 2000 年代初期并没有自动选择 LPP。人们知道 LPP 有严重的问题，就像依赖于不稳定的 CO2 激光撞击几米外近乎微观大小的锡目标。

当时，业界认为这很困难。因此供应商探索了一系列光生成选项。这些替代方案之一是 DPP。

DPP 代表放电产生等离子体法。DPP 方法通过在两个电极之间释放非常短暂的电流所产生的强光来产生 EUV 光，本质上是一道闪电。

在两个电极之间，有一种预电离的汽化燃料，以确保为即将到来的放电提供更具导电性的路径，并实现均匀的放电效果。放电来自强大的电容器组。

点火时，电流沿两个电极之间的 z 轴沿直线流过燃料蒸汽。这会产生强大的磁场，在电流周围形成圆圈。

该场收缩并限制燃料的电离粒子，在内部产生等离子体。场将其向内挤压，将其加热至更高的密度和高达 200,000 摄氏度的温度。

如果做得好，它会产生足够热且密度足够的等离子体，以发出足够的 EUV 辐射。因为电流放电沿着 z 轴移动，称之为 z 向收缩。

20 世纪 50 年代研究 z 箍缩时就曾听说过它，它是核聚变能源的第一个方法之一。在 EUV 的早期，比如 20 世纪 90 年代末和 2000 年代初，两家公司对 DPP 作为一种可能的光源进行了研究。

一家是日本极紫外光刻系统开发协会（EUVA），这是一个大型联合组织，有多家日本公司和学术界参与。第二家公司是飞利浦 Extreme UV，它是飞利浦和弗劳恩霍夫激光技术研究所的合资企业。

共有三种燃料可供选择：氙气、锡和锂。EUVA 使用氙气研究 DPP，而 Philips Extreme UV 的 DPP 变体则支持锡。

没有人认真尝试将锂商业化，显然是因为锂原子和离子非常小，如果用作燃料，有扩散到镜子和工具的所有其他固体部分并使其中毒的风险。氙气驱动的 DPP 光源用于早期的 UV 原型，例如 2004 年的微曝光工具。

其他一些则安装在英特尔和 Sematech 的研发实验室中。但最终，锡成为最佳候选者。

总而言之，锡装置有望将更多的墙壁插头电源转换为 EUV 电源，2%，而不是氙气的 0.5-0.9%。DPP 是一种简单的方法，它让飞利浦 Xtreme 在 2003 年推出了光源。

DPP 方法的主要问题与重复有关。若要提高 UV 光源的功率水平，就必须进行多次放电。

电极必须每秒放电数千次，才能实现每小时 120 片晶圆的最低经济目标。脉冲功率技术很难达到这样的速度，也给电极带来了严重的热损坏问题，必须应对数千次雷击和聚变级等离子体温度。

此外，锡蒸气在冷表面凝结，需要大量的工程来加热工具表面以防止锡膜形成。由于这些原因，在 2000 年代中早期，飞利浦 Extreme UV 将其 DPP 方法演变为 LDP。

早期的 LDP 设置有两个旋转的锡供应盘。这些磁盘连接到大型储能电容器，也将充当电极。

圆盘在仔细控制温度的液态锡浴中旋转，在其表面涂上一层锡膜。然后用脉冲二氧化碳或掺钕 YAG 激光照射光盘表面之一的锡膜，在电极之间产生称为前等离子体的锡云。

从那里开始，同样发射大电流放电以产生 z 箍缩，并从那里产生高温且致密的等离子体以产生紫外线。LDP 的轮子设置回避了 LPP 的一些技术挑战，即试图撞击锡滴。

在 LPP 中，每次激光脉冲错过液滴时，就会遭受效率损失。但对于 LDP 来说，由于车轮总是在转动并补充其锡膜，激光基本上可以保证击中车轮上某处的锡。

任何通过 Z 形收缩传递到车轮的热量，可以通过将所述轮子浸入液态锡浴中来减轻。这种新设计还提供了一些减少碎片的好处，包括一个箔捕集器，用于捕获从表面飞出的锡碎片。

2005 年，日本 Ushio 集团收购了飞利浦 Extreme UV 公司 50% 的股份。2008 年，收购了全部股份，将公司更名为 Xtreme Technologies，并开始进行 EUV 光源的联合研究。

由此产生的 LDP 光源于 2010 年推出，称为锡 DPP 光源收集器模块或 SOCOMO。其电极可发射高达 20,000 安培的强大放电，持续时间只有几百纳秒。

在操作过程中，每秒放电 10,000 至 20,000 次，甚至高达 100,000 次。LDP 被认为拥有 LPP 和 DPP 的优点：可扩展性和稳定性。

LDP 的规模似乎也更小，概念也更简单。这可能是 ASML 在其第一个 alpha 演示工具中使用 LDP 光源的原因。

但最终，ASML 放弃了 LDP 的来源，采用 LPP。最简单的理论是 LDP 无法像 LPP 那样快速地扩展输出功率。

2008 年，Xtreme 宣布它能够在等离子体上产生 500 瓦的 EUV 功率输出。听起来相当高，但光仍然必须经过所有朝向晶圆的反射。

SOCOMO 在使用一套紫外线收集器的同时，测量到的中间焦点功率为 14 瓦，相当于每小时约 7-8 片晶圆。如果配备改进的 EUV 集光器并配备额外的反射表面，那么理论上功率将达到 34 瓦。

更好，但仍低于中间焦点时 CYMER 的 250 瓦和 Gigafoton 的 104 瓦。Xtreme 表示，为了在中间焦点处实现 500 瓦，LDP 理论上需要在等离子处达到 4000 瓦。

也许这对工程来说太过分了，因为 Z 形收缩产生的热量太难消散。早期对氙等离子体的研究发现，当向 z 箍缩中泵入更多能量时，产生的等离子体变得更大而不是更亮。

这种较大的等离子体发出的紫外线超出了收集器镜子可以物理收集的范围，本质上是浪费能源。2011 年 10 月的一则公告称，Ushio 已经实现了 30 瓦功率和中间对焦。

这比之前的 14 瓦有所提高，但到那时 ASML 已经看够了并继续推进 LPP。Ushio 继续使用 LDP 方法来产生用于特殊掩模毛坯检查工具的紫外光。

2022 年一篇关于该工具的论文显示，等离子输出约为 250 瓦。这可能是这项技术的本地最大值。

它对于检查批量毛坯效果很好，但不适用于光刻。另一方面，LPP ASML 的扩展性非常好。

此前有提到 ASML 位于圣地亚哥的研究团队达到了 740 瓦的紫外线功率（中间焦点），并希望很快能将其产品化。中国正在继续研究生产 EUV 光供国内使用的技术，追逐所有已知的 EUV 光源方法，包括 LPP 和自由电子激光器。

因此，同时研究激光辅助放电等离子体也就不足为奇了。2023 年，哈尔滨工业大学航空航天学院的一个研究团队发表了一篇论文。

自 2010 年代初以来，似乎有一小群研究人员致力于 DPP 到 LDP 的研究。其他中国组织也发表了一些研究 LDP 等离子体动力学和模拟的论文。

中国最终会实现 EUV。毕竟，EUV 是人类创造的技术，没有什么是不可能的。这可能比想象的要早。

已投入了如此多的资金和聪明人。中国研究者的优势在于知道它可以发挥作用，并且从概念上知道它是如何实现的，这相当于工作的 60%。

而更值得注意的是另一条路径。2025年12月，北京怀柔科学城，全球设计亮度最高的第四代同步辐射光源——高能同步辐射光源（HEPS）启动了试运行。

同步辐射光源虽然可以产生 EUV 波段光线，但 HEPS 定位是基础科研装置，并不面向芯片工业量产光刻。

SSMB 稳态微聚束属于尚在预研阶段的前沿光源构想，距离工业化芯片生产还有巨大工程鸿沟。

而且哪怕真的成功了，一台EUV光刻机售价三亿多美元，还不一定卖给你；一个同步辐射光源投资几十亿人民币建起来，建好之后能同时服务几十条光束线站，一个装置多种用途。

所以富凯才会说出"这是关乎生存的问题"这种话。封锁得越狠，换赛道的动力就越足。

ASML 应该研究无论何时出现的任何结果，并考虑整合它的可能性。行业分析推测，当需要击退中国的挑战时，ASML 公布约 51% 的毛利率或许都需要减少。