近日，我國首臺自主研發(fā)的商用電子束光刻設(shè)備“羲之”在浙江余杭正式發(fā)布。這一重要設(shè)備由浙江大學余杭量子研究院依托浙江省重點實驗室自主研發(fā)，標志著我國在高端半導體制造設(shè)備領(lǐng)域又邁出了重要一步！

據(jù)團隊負責人介紹，這臺研究院自主研發(fā)的新一代100kV電子束光刻設(shè)備“羲之”，取名自古代書法家王羲之，其寓意是在芯片上“揮毫潑墨”，用電子束精準“書寫”量子芯片的電路。

與傳統(tǒng)的光刻設(shè)備不同，“羲之”采用了高能電子束直寫技術(shù)，無需掩膜版即可直接在硅基材料上刻畫納米級電路，非常適合量子芯片、新型半導體材料的研發(fā)與試制。“羲之”的優(yōu)勢在于它能夠滿足高端芯片的小批量生產(chǎn)、技術(shù)迭代，以及掩模版制作等需求，這對于快速發(fā)展的半導體行業(yè)至關(guān)重要。尤其是在芯片研發(fā)的早期階段，科學家和工程師們常常需要進行大量的試驗和調(diào)整，而“羲之”提供的靈活性和高精度正好滿足了這一需求。

作為全國首臺國產(chǎn)商業(yè)電子束光刻設(shè)備，“羲之”具備令人矚目的技術(shù)指標，其精度高達0.6nm，相當于人類頭發(fā)絲直徑的十萬分之一；線寬達到8nm，性能可以對標國際頂尖水平。

隨著“羲之”的發(fā)布，業(yè)界對于“它能否替代EUV”的討論也是越來越多。實際上，電子束光刻設(shè)備（Electron Beam Lithography，EBL）與常見的極紫外光（EUV）光刻設(shè)備，在工作原理上有著顯著差異。

具體來說，電子束光刻設(shè)備主要利用電子束轟擊電子抗蝕劑，通過改變電子束的運動軌跡，在基底上形成所需的圖案。這種技術(shù)雖然逐點掃描，效率較低，每幾個小時才能雕刻出一片晶圓，但其高精度使其在小批量、高精度需求的應(yīng)用中具有無可替代的優(yōu)勢。相較之下，EUV光刻設(shè)備則利用極紫外光作為能量源，通過掩模版投影一次性曝光，實現(xiàn)圖案轉(zhuǎn)移。雖然效率更高，但其精度相對較低，一般可達到2nm水平。

簡言之，EUV是“批量印刷機”，電子束是“納米雕刻筆”，二者在半導體制造上各司其職。“羲之”的價值在于填補我國在超高精度、柔性研發(fā)環(huán)節(jié)的空白，而非替代EUV。

在此之前，電子束光刻設(shè)備長期被美、日企業(yè)（如JEOL、Raith）壟斷，且受國際出口管制的限制，中國科研機構(gòu)一直無法獲得此類設(shè)備，只能通過二手設(shè)備或改裝方案勉強應(yīng)對，這嚴重制約了我國量子計算、第三代半導體等前沿研究。而現(xiàn)如今，“羲之”的商用化將徹底改變這一局面，為國內(nèi)半導體行業(yè)提供自主可控的技術(shù)支持。

目前，該設(shè)備的定價低于國際均價，并已與多家企業(yè)及科研機構(gòu)展開接洽，顯示出市場的強烈需求。未來，隨著該設(shè)備的投入使用，我國的量子芯片和新型半導體研發(fā)必將迎來新的機遇。