工博会EUV光源样机亮相

上海工博会，朗道燧岩的展台不大。大多数人从机器人展台和新能源车那边挤过去，没人多看这台灰扑扑的、像个大号工业冰箱的设备。但懂行的人路过会停下来。这是一台EUV光源系统样机，该公司称，该系统大部分核心部件为自主研发，国产化率约达90%。它的功能是光刻机最难的一件事——产生13.5纳米的极紫外光。

我们平时用的光，不管是白炽灯还是LED，波长都是几百纳米。光刻机用的DUV深紫外光，波长193纳米，已经是人类用了三十年的成熟技术。 EUV把波长砍到13.5纳米，属于软X射线范畴，接近原子尺度。这东西有三个物理性质：第一，自然界没有，得人工生成。其二，空气会吸收它。光子在空气里走不了几厘米就被氮气、氧气分子吃掉了。所以整个光路必须在超高真空里跑，腔体抽气抽到比外太空还空。第三，玻璃透镜会吸收它。普通玻璃一碰到13.5纳米的光，直接全吸了。你没法用透镜聚焦，只能用反射镜，而且反射镜要镀钼/硅（Mo/Si）多层膜，每层厚度精确到纳米级，整整几十层，反射率才能做到70%左右。

这光怎么造？全世界只有一种方案这光怎么造出来的？难就难在你得在半空中炸一颗微型核弹。 13.5纳米这个波长，自然界没有，实验室里也没法直接用现成光源。你得人工生成。物理学家试了几十年，试过各种材料——氙气、氪气、氘气，全不行。最后落在金属锡上，目前全球唯一走通的方案叫LPP——激光等离子体光源。原理说起来不复杂：把锡加热到几十万度，它就会电离成等离子体，这个等离子体的辐射谱里，刚好有一段纯净的13.5纳米。但难的是怎么把锡加热到那个温度，而且一秒钟重复五万次，连续几个月不脱靶。 ASML官方的技术原理是，在一个真空腔体里，先弄一个装置往下喷锡水。这锡水被切成直径25微米的小液滴——也就是熔融锡滴。每秒喷五万个，像机关枪子弹一样往下掉。

然后用激光打它。你不能一下就把锡滴炸了，那样等离子体不均匀，发光效率低。得先打一发弱的（预脉冲，低能量），把这个球形锡滴压成一个小薄饼，让它摊开。间隔百万分之一秒，再打一发强的，把这个飞行中的薄饼直接汽化——温度瞬间拉到50万度，是太阳表面的七倍。

就在这个汽化的瞬间，锡变成了等离子体，发出了你要的13.5纳米光。然后呢？旁边一块5平方米的钼硅多层膜收集镜，把这些光收集起来，聚焦到中间焦点（intermediate focus），再传给后面的光学系统。整个过程，你要一秒钟干5万次。一天24小时，连续几个月，每一发都得打在那个飞行中的锡饼上，脱靶一次都不行。

你想象一下这个精度：锡滴在真空里以每秒70米往下飞，你要用激光在半空中先拍扁它，再在一微秒后炸掉它。相当于你站在地面上，用枪打天上飞过的蚊子，先把蚊子拍扁，再用另一发子弹在千分之一秒后把拍扁的蚊子炸成灰。一秒钟干五万次，连续干几个月。炸完还不算。锡炸完会飞溅金属碎屑，这些碎屑要是落在旁边那块5平方米的钼硅反射镜上——那块镜子一块就值几千万——整台机器就废了。所以腔体内要充氢气，让氢把锡渣变成气体抽走，相当于在这个微观核爆现场装了个排气扇。就这么个东西，ASML从1997年搞到2010年代量产，烧了二十多年。西方当年是怎么攒出这套系统的当然了，这套东西不是ASML一家公司搞出来的。 1997年，美国能源部把英特尔、AMD、摩托罗拉拉到一起，成立了EUV LLC联盟。桑迪亚、劳伦斯利弗莫尔、伯克利三大国家实验室出物理底子，美国国家科学基金会出钱。ASML当时只是荷兰一家做光刻机的公司，被拉进来当整机集成方。

后来分工慢慢固定下来：光源是美国Cymer公司做的，光学镜头是德国蔡司SMT做的，驱动激光器是德国通快（TRUMPF）做的，精密阀门和真空系统是瑞士和英国的。 ASML干的活，是把这些全世界最顶尖的零件攒成一台能在量产线上跑的机器。

这套体系从1997年跑到2010年代量产，烧了二十多年，几十亿欧元。所以西方高管当年敢说：就算把全套图纸摆你面前，你也造不出那盏灯泡。因为你要同时有顶尖CO2激光器、超高真空腔体、微米级锡滴发生器、纳米级镀膜反射镜、精密 timing 控制系统——每一样都是一个国家工业体系的尖子生。中国这台样机到了哪一步朗道燧岩这台样机，技术路线跟ASML完全一致——LPP方案，CO2激光打锡滴，双脉冲。现在的参数是15瓦，ASML在2025年4月刚做到1000瓦，差着六十多倍。 15瓦是什么概念？只能在实验室里做曝光测试，证明你这盏灯能亮、能发出13.5纳米的光。离量产线上那台一天24小时稳定输出、功率500瓦以上的机器，还差着数量级。但90%国产化率这几个字，比15瓦本身重要。意思是这台机器里，高功率脉冲CO2激光器，超高真空腔体，锡滴发生器，钼硅多层膜反射镜大都是自己做的，双脉冲时序控制系统都是自己写的。除了极少数还在攻关的零件，整条供应链是中国自己的。西方当年那套逻辑是：你买不到设备，你就做不出芯片。但中国这边的逻辑反过来了：买不到设备是长期事实，那我就从零开始，把整条供应链一个零件一个零件磨出来。

15瓦到500瓦，中间隔着功率密度、等离子体稳定性、收集镜寿命、残渣控制系统这几道坎。ASML从实验室第一瓦做到量产500瓦，走了十五年。 Langdao Silex预计，距离大规模商业化生产还需要3至5年。但外媒分析认为，这一预期偏于乐观，即便一切顺利，可能也需要8至10年。更重要的是，光源只是EUV光刻机的一个部件。这也是为何荷兰公司表示不感到担忧。因为除了光源，蔡司的光学镜头、双工件台、套刻精度控制系统，每一样都是另一个难度等级。光源是最难啃的骨头，但啃完骨头不代表整头牛吃完了。从实验室原型到稳定量产，从单一部件到整机集成，中间还有大量工程难题需要逐一攻克。半导体产业的规律表明，关键设备的突破往往需要十年以上的持续投入以及整条产业链的协同进步。EUV光源原型机的亮相，是一个值得关注的信号，远不是终点。但这件事的信号意义在于：西方当年判断"你自己攒不齐供应链"的结论，被推翻了。 ASML靠全球分工登顶，但它的软肋也在这——一旦地缘政治把供应链撕开，任何一个零件断供，这台庞然大物就转不起来。中国走的是另一条路：在自己国内，把整条LPP光源供应链重新攒一遍。灯已经亮了。剩下的事，是让它从15瓦，慢慢烧到500瓦。