新的EUV创新技术可降低能耗并有望降低智能手机价格

据报道，联发科的Dimensity9400应用处理器(AP)集成了300亿个晶体管，您可能会想知道代工厂如何制造出如此复杂且在制造过程中需要精确度的组件。极紫外光刻(EUV)机器通过在构建的硅片上蚀刻比人的头发还细的图案来提供帮助。

只有一家公司生产这些机器，即荷兰公司ASML，第二代EUV机器已经面世。这些价值4亿美元的机器被称为High-NA，可帮助代工厂使用7nm及以下工艺节点制造集成电路。显然，开设一家代工厂来制造需要巨额资金，这些成本会转嫁给智能手机制造商，然后由智能手机制造商再转嫁给我们。

但日本一家研究所发明的一些创新技术可以降低制造这些部件的成本，也许这些较低的成本可以帮助降低消费者支付的智能手机价格。冲绳科学技术研究所(OIST)发布的一份报告揭示了其中一些创新技术。一项重大变化是将反射镜的数量从多达10个减少到4个。这项创新的低成本设计由OIST教授TsumoruShintake提出，仅使用运行传统EUV机器所需电量的10%。

OIST报告提到，EUV机器的新技术解决了几个以前被认为无法克服的问题。新的EUV机器采用光学投影系统，只需使用两个镜子。第二项创新允许EUV的光线被引导到平面镜上的逻辑图案上，而不会阻挡光线的路径。Shintake教授说：“这项发明是一项突破性技术，几乎可以完全解决这些鲜为人知的问题。”

由于EUV射线的波长极短，它们无法穿过透明镜片。相反，在EUV机器中，光线是通过使用新月形镜子以之字形引导的。由于光线偏离中心轴，因此会降低机器的整体性能。

Shintake发现，通过将两个中心孔很小的轴对称镜对齐成一条直线，可以实现出色的效果。传统EUV机器的功率超过1MW，资本成本超过2亿美元，而创新的低成本机器的功率不到100kW，资本成本不到1亿美元。此外，典型的EUV机器需要功率超过200W的光源，而低成本机器需要功率为20W的光源。

每次光线从反射镜上反射回来，EUV能量就会减弱40%。报告称，通过将EUV光源到晶圆的反射镜数量限制为4面，“超过10%的能量会通过，这意味着即使是输出功率只有几十瓦的小型EUV光源也能同样高效地工作。这可以显著降低功耗。”使用新的双镜投影方法取代传统EUV投影所用的6面镜，可以减少能源浪费。

OIST已为这款EUV机器提交了专利申请。这让我们不禁想知道，如果该专利获得批准，阻止中国代工厂获得EUV机器的限制是否仍然有效。拥有这样的机器似乎是无法获得使用7nm以下节点制造的手机应用处理器的主要原因。

Shintake教授表示：“全球EUV市场规模预计将从2024年的89亿美元增长至2030年的174亿美元，年均增长率约为12%。此项专利有可能产生巨大的经济效益。”

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