5nm單次曝光！ASML開始研發新一代Hyper NA EUV光刻機

作為全球光刻機龍頭，荷蘭ASML公司近日正式對外披露了下一代極紫外（EUV）光刻機的研發戰略，宣布已著手研發下一代Hyper NA...

作為全球光刻機龍頭，荷蘭ASML公司近日正式對外披露了下一代極紫外（EUV）光刻機的研發戰略，宣布已著手研發下一代Hyper NA EUV先進光刻機，為未來十年的芯片產業做準備。

據ASML首席技術官Jos Benschop透露，公司與長期合作伙伴蔡司（Carl Zeiss）正聯合攻關Hyper NA EUV光刻機項目，核心目標是通過單次曝光實現5nm級電路圖案分辨率。

該技術若成功落地，將直接適配2035年及以后的超先進制程需求，尤其可為人工智能、高性能計算、量子芯片等領域提供關鍵支撐——這些領域對晶體管密度與性能的要求已逼近傳統工藝極限。

對比現有技術節點，ASML當前量產的最先進EUV光刻機（搭載NA 0.55的High NA EUV技術）雖已實現單次曝光8nm分辨率，但這一水平僅能滿足3nm至5nm制程的大規模量產需求；而早期標準NA 0.33 EUV光刻機需通過2-4次曝光才能達到同等分辨率，導致生產效率大幅降低（單次曝光耗時數秒至數十秒，多次曝光使產線吞吐量驟減），且因對位誤差、光刻膠殘留等問題顯著增加了良率風險與制造成本。

Hyper NA EUV的核心突破在于數值孔徑（NA）的跨越式提升。

作為衡量光學系統光線收集與聚焦能力的核心參數，NA值直接決定了光刻機的分辨率極限——NA值越大，系統可捕捉的光線入射角越廣，光線聚焦精度越高，最終投射的電路圖案也就越精細。

行業數據顯示，NA值每提升0.1，理論上可在相同波長下將分辨率提升約30%。目前，ASML主流EUV光刻機采用NA 0.33（對應光源波長13.5nm），2023年量產的High NA EUV已將NA提升至0.55，支撐起3nm制程量產；而Hyper NA的目標是將NA提升至0.7及以上，預計將推動分辨率較High NA EUV再提升30%-40%，從而覆蓋2nm、1.5nm甚至更先進制程節點。

然而，超高NA光學系統的研發面臨多重技術挑戰：更大的數值孔徑要求物鏡直徑顯著增加（可能突破1米量級），鏡面曲率精度需達到納米級（單鏡面誤差控制在0.1nm以內），同時需解決因光線折射導致的像差放大、光源能量利用率下降等難題。蔡司作為全球頂尖光學系統供應商，在高精度鏡頭制造（如太空望遠鏡、半導體光刻鏡頭）領域的技術儲備，成為Hyper NA EUV研發的關鍵支點。

ASML加速推進Hyper NA EUV研發的深層動因，源于半導體行業對"摩爾定律延續性"的集體焦慮。

隨著制程逼近1nm物理極限，單純依靠尺寸微縮提升性能的傳統路徑遭遇瓶頸，"后摩爾時代"的技術路線正轉向三維堆疊、先進封裝等多元方向。但無論選擇何種路徑，先進制程的光刻環節始終是不可替代的核心瓶頸。

市場研究機構Gartner預測，到2030年全球先進制程（7nm及以下）芯片市場規模將突破1萬億美元，其中2nm以下制程的需求占比將從當前的不足5%激增至30%以上。

要滿足這一需求，現有High NA EUV的分辨率上限將很快觸達天花板，Hyper NA EUV的量產時間表已成為臺積電、三星、英特爾等晶圓巨頭及應用材料、東京電子等設備廠商的戰略關注焦點。

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