买不到EUV？中国：直接研究光刻工厂？ASML懵了更怕了

一盒晶圆完成涂胶后，会被送到曝光工位。

接下来，光刻机要把掩模版上的电路图形投到晶圆表面，位置稍微偏一点，前面投入的材料和工时就可能白费。

中国先进芯片制造长期面对的麻烦，就藏在这个工位上。

高端EUV光刻机无法正常采购，等于厨房备好了食材，灶台却掌握在别人手中。

继续等进口设备，产线等不起；完全照着阿斯麦的路线追，最难绕开的又是高度集成的小型极紫外光源。

最近《物理学报》上一篇关于稳态微聚束加速器光源的文章，提出了SSMB（Steady-State Microbunching）路线。它没有急着把所有设备塞进一台机器，而是考虑建造大型环形光源，再把极紫外光送到多个曝光工位。

光刻机巨头ASML（阿斯麦）高层随后公开表示，完全孤立中国没有希望。因为技术不分享，中国就会自己研究，还可能找到原先没人想到的办法。

这句话听着像劝告，放在生意场上看，更像阿斯麦对未来竞争方式的一次判断。

一、光刻机做得小，背后有一笔商业账

阿斯麦的EUV光刻机需要卖到世界各地。

设备在欧洲制造，再运往亚洲或美国的晶圆厂。到了客户手里，还要经过安装、校准和维护。为了完成这套跨国交付，极紫外光源、反射镜、曝光系统和控制设备都得尽量集中在一台机器里。

机器做得紧凑，客户买回去就能嵌入现有产线，需要增加产能，再购买一台即可。

对阿斯麦来说，这是一套成熟的设备生意：按台销售，按台维护，零部件和服务也围绕单机展开。

中国现在发现：如果设备只在国内晶圆厂使用，它不需要频繁拆装，也不需要跨越大洋送到不同客户手中。

厂房可以围绕设备重新设计，光源占地大一些，管线长一些，只要晶圆能稳定完成曝光，系统就有使用价值。

那结论很明显：光刻机必须小，并不是一条不可更改的物理定律，而是是全球设备贸易长期塑造出来的产品形态。

SSMB（Steady-State Microbunching）就是来解决问题的答案：既然难以把光源压缩进每台机器，能不能让多套曝光设备共用一个大型光源？

SSMB是利用激光对环形加速器内的电子束进行调制，使电子束形成微结构（即微聚束），从而产生高强度、窄带宽、相干的同步辐射光源的技术。

这种技术最早由美国阿贡国家实验室提出，并在2018年在美国斯坦福线性加速器中心进行了首次实验。

SSMB技术可以产生高强度、窄带宽、相干的同步辐射，在激光波长及其高次谐波上都有辐射出现，其中第13次谐波正好对应于EUV波段。

这就像一家工厂买不到高端数码打印机，干脆把制版、供墨和印刷设备全部铺开，直接建一条印刷线。

设备不再追求方便搬运，目标只剩一个，把产品稳定做出来。

二、SSMB改变的是光源组织方式，不是简单放大机器

SSMB并不是一台放大版光刻机,它首先解决的是极紫外光从哪里来。

在这套构想中，电子束在环形加速器里高速运行。科研人员利用特定机制，把电子束压成稳定的微聚束，再让它释放高功率、窄带宽的极紫外光。

光源产生后，还要通过真空束线送往各个曝光工位。每个工位可以配备自己的掩模、晶圆台和控制设备，中央光源则像供电站一样连续送光。

传统EUV采用一机一光源。一台设备停机，影响的是这一台机器的产能；晶圆厂想扩产，可以继续采购新设备。

共享光源的安排不同。大型光源前期投入更集中，却能同时服务多套曝光单元。工厂增加产能时，可以围绕现有光源扩充部分工位，不必给每台设备重新配一套完整光源。

阿斯麦要在有限机身内解决光源功率、体积和能耗问题。SSMB则要处理束流稳定、远距离送光和多个工位同时运行的问题。

前者考验单机集成，后者更像一项大型科学工程。它需要加速器、真空系统、精密光学和生产调度长期配合。

中国拥有建设大型科研装置和组织复杂工程的经验，这给SSMB留下了继续推进的空间。

三、从论文走进晶圆厂，还要解决三件具体的事

2024 年中国政府采购网发布“稳态微聚束极紫外光源实验室设备采购”公告，标志SSMB工程化推进，目前仍处在原理验证与装置研制阶段，还有3个问题要解决。

1. 光源不能只亮一次

科研装置产生极紫外光，只能证明路线能够工作。晶圆厂关心的是另一套指标：光源能连续运行多久，功率波动多大，停机以后多久能恢复。

芯片曝光对光强变化很敏感。同一批晶圆如果拿到的曝光剂量不同，线宽就可能发生偏差，后面的刻蚀和检测都要跟着返工。

共享光源还会放大停机影响。一台中央光源服务多个工位，一旦它出现故障，可能整片曝光区都要等待。因此，备用束线、检修窗口和关键部件更换方式，要在厂房设计阶段一起安排好。

2. 极紫外光必须送得远，还不能走样

极紫外光很容易被空气和普通材料吸收，输送过程需要高真空环境，也不能使用常见的玻璃透镜，只能依靠特殊反射镜不断改变方向。

每增加一组反射镜，光都会损失一部分能量。镜面受到轻微污染，传输效率也会下降。光路稍有偏移，晶圆上的图形就可能出现套刻误差。

工程师要先算清每条束线的长度、反射次数和能量损耗，还得控制厂房振动与温度变化。

过去大家关注光源够不够强。到了光刻工厂里，另一个问题同样棘手：强光怎样完整、准确地抵达晶圆。

3. 曝光工位不能成为新的孤岛

晶圆进光刻机之前要涂胶，曝光时需要掩模版，完成后还要显影和检测。任何一道工序跟不上，大型光源都会出现空转时间。

国内光刻胶、涂胶显影、掩模和检测企业正在补这些环节。具备量产能力的ArF光刻胶开始进入更多本土客户，配套设备也在向关键工艺靠近。

共享光源如果进入工程阶段，这些企业会面对同一条产线、同一批晶圆和同一张良率表。光刻胶出现问题，曝光和显影数据可以马上对照；掩模存在偏差，检测设备能够更快定位。

过去一家材料企业改完配方，要送到客户产线验证，再等不同设备厂商反馈。

放进同一座光刻工厂，问题在哪里，晶圆跑完一轮就能看出大概。下一批继续调，直到良率达到可用水平。

四、阿斯麦卖机器，中国可以先把芯片做出来

阿斯麦的强大，建立在一套经过多年磨合的全球分工上。光源、反射镜、精密零件和控制软件被集成到一台设备中，然后销往各国晶圆厂。

现在，SSMB没有必要复制这套路线，而是大路朝天，各走一边。

大型环形光源不方便出口，甚至可能只能服务固定园区。可中国需要的是芯片产能，只要晶圆能够稳定曝光，产出的处理器、存储芯片和功率器件能够进入手机、汽车和服务器，设备是否适合装船并不重要。

传统模式下，晶圆厂按台购买光刻机，产能跟着设备数量增加。共享光源模式更像建设工业基础设施，前期要把光源、束线和厂房一次规划好，后面再增加曝光工位。

投资更集中，换来的则是对小型光源专利和单机供应的依赖下降。

这也是阿斯麦那句完全孤立中国没有希望的分量所在。

限制一台机器出口，短期确实会卡住工厂。限制持续得越久，中国越有动力重新安排光源、束线和曝光工位。

等到一盒盒晶圆沿着自动搬运线进入曝光区，判断这条路线有没有价值的标准将非常简单：每天能稳定处理多少片，良率能做到多少，芯片能不能按时交付。

阿斯麦继续卖光刻机，中国则可以先把芯片做出来。