激光尾流场加速 (LWFA)

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颠覆性技术,让芯片制造速度提高15倍!
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
核心观点 - Inversion Semiconductor提出基于激光尾场加速器(LWFA)的颠覆性光刻技术方案,其光源功率比ASML现有技术高33倍,芯片制造速度可提升15倍[4][12][24] - 该技术采用桌面级粒子加速器(比传统加速器小1000倍),输出功率达10千瓦,支持20nm至6.7nm波长范围,包括ASML当前使用的13.5nm EUV光[8][12][16] - 公司计划开发完整光刻系统与ASML直接竞争,但面临拍瓦级激光器的高成本、高功耗(比ASML高10倍)及生态系统构建等重大挑战[5][6][21][25] 技术原理 - LWFA技术利用飞秒级激光脉冲与等离子体相互作用产生加速电场,电子在厘米级距离内可获得千兆电子伏特(GeV)能量,加速场强达传统方法的100-1000倍[12] - 产生的辐射具有相干性、单色性和可调谐性,波长可短至6.7nm(当前工业未应用),为下一代光刻提供可能[12][16] 研发进展 - 已建立小型激光实验室开发激光稳定技术,并与劳伦斯伯克利国家实验室合作推进BELLA-LUX项目[14] - 近期目标为开发"星光"光源(1kW功率,20-6nm波长),应用于工业X射线成像和掩模检测,特斯拉等公司已表示兴趣[16] - 正在研发LITH-0光刻原型机,配备EUV反射镜系统,但量产时间未明确[16] 竞争与合作 - 需与ASML等现有厂商合作以兼容现有设备,但需开发新光束整形和计量系统,ASML可能缺乏合作意愿[22] - 若独立开发光刻系统,需构建全新生态系统(包括光刻胶、防护膜等),且缺乏晶圆厂设备量产经验[22][25] 技术挑战 - 拍瓦级激光系统体积庞大、维护复杂,稳定性与重复频率尚未验证[21] - 电子束在超过1GeV时存在能量分散和光束发散问题,影响光刻图案精度[21] - 短波长光学需全新反射镜设计,增加技术复杂度[21]