能耗更低、无锡污染,马斯克暗示 Terafab 晶圆厂将采用 FEL EUV 光源
文 / 小亚
2026-08-12 13:02:22
来源:亚汇网
据亚汇网了解,目前业内主要依赖LPP技术,该技术使用高功率激光轰击高速移动的锡液滴,产生高温等离子体,并释放波长为13.5纳米的EUV光。不过,这种技术存在两大缺点。首先,输入的电能只有约0.1%最终转化为EUV输出。其次,激光轰击锡液滴时会产生碎屑和污染物,从而增加设备的维护需求。尽管存在这些限制,LPP目前仍是唯一实现大规模量产应用的EUV光源技术,其中一个重要原因是其设备体积相对较小,仅有几立方米,可以直接集成到光刻机中。相比之下,自由电子激光器(FEL)并不依赖等离子体,而是直接利用高能电子束产生光线。电子会被加速至接近光速,然后通过交替排列的磁铁,在运动过程中产生强烈且高度集中的光束。通过调节电子能量和磁铁之间的间距,FEL可以产生EUV光刻所需的13.5纳米波长,理论上甚至能够进一步延伸至6.x纳米甚至更短的波长。此外,FEL不需要使用锡液滴,因此可以避免锡污染,有助于减少光学损耗和设备停机维护时间。FEL还有望大幅降低功耗,据悉,目前LPP技术每产生1千瓦的EUV光输出,大约需要4.4兆瓦的输入功率;相比之下,FEL理论上只需要约0.7兆瓦。不过,FEL面临的一大难题是设备占地面积巨大。这类系统如果应用于传统半导体晶圆厂,体积可能过于庞大。但Terafab本身被设想为一个超大规模的生产设施,因此可能更适合部署集中式FEL-EUV系统。当然,FEL-EUV最大的疑问仍然在于何时才能真正实现商业化,目前市场上还没有成熟的FEL光源供应商。目前最知名的相关初创公司之一是xLight,该公司有美国政府参与投资,董事长则是前英特尔CEO帕特·基辛格。不过,xLight目前预计最快也要到2028年才能交付可工作的原型机。值得注意的是,据《华尔街日报》报道,ASML目前最先进的激光器可以产生波长约为13.5纳米的极紫外光,而xLight的目标则是实现精确到2纳米的波长。无论Terafab最终选择哪种EUV光源,都很难完全摆脱对ASML的依赖。因为一套完整的光刻系统不仅需要光源,还需要光学系统、掩模版和控制系统,而这些恰恰都是ASML的核心技术优势所在。因此,马斯克设想中的FEL-EUV方案最终能否落地,可能仍然取决于ASML能否提供与之兼容的光刻系统。与此同时,台积电和三星仍在持续扩大先进制程产能,Terafab如果要实现大规模量产,其与现有光刻产业链之间的关系也将成为一个关键问题。
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