编者按：本文来自微信公众号 半导体产业纵横，创业邦经授权转载。
如今，人工智能芯片的需求正以指数级速度疯涨，可高昂的成本和复杂的工艺，让这项技术沦为少数公司的 “专属”。不过，转机或许很快就会出现。
为了给五花八门的人工智能应用 “撑腰”，对先进制程芯片的渴求一路狂飙，这给整个行业的供应能力带来了巨大压力。
不管是支撑大型语言模型的超大规模数据中心，还是智能手机、物联网设备、自主系统里的边缘人工智能，前沿半导体在各个应用场景下的需求都在快速增长。但芯片制造严重依赖极紫外光刻（EUV）技术，该技术却成为扩大生产规模的关键阻碍。自 2019 年首批商用 EUV 芯片下线以来，设备、光罩制作以及光刻胶技术持续改进，让这项技术逐步趋于稳定。不过，尽管芯片良率有所提升，与更为成熟的光刻技术相比，仍存在明显差距。
工艺稳定性的维持需要时刻保持警觉并精心调校。以 EUV 技术为例，其在发电、设备以及耗材方面都需巨额投入。当前，这些成本依旧是阻碍其广泛普及的重要因素。但半导体行业并未裹足不前，大量深入的研发工作正在紧锣密鼓地推进。
01
破局者与守擂者
在第六代DRAM（D1c制程）的研发中，美光、三星电子和SK海力士呈现出截然不同的技术路线。
美光历来避免在 DRAM 生产中使用 EUV，并继续采取保守的做法。其采取“有限EUV”策略，仅在关键层使用极紫外光刻技术，其余工序依赖成熟的氟化氩浸没式（ArFi）设备和多重图案化工艺。其核心逻辑是通过最小化先进设备的投入，利用现有产线加速量产进程。
美光在2月已经宣布，该公司在业界率先向生态系统合作伙伴和特定客户交付了专为下一代 CPU 设计的 1γ（1-gamma）、第六代（10 纳米级）DRAM 节点 DDR5 内存样品。据业内人士透露，在其10 纳米级第六代 (D1c) DRAM 中，只在有限的几个步骤中采用了 EUV。美光公司的一位发言人表示：“EUV 技术仍然缺乏完全的稳定性，因此我们只在绝对必要的情况下才使用它。我们认为，在评估了成本和生产力之后，这是正确的时机。”
而三星电子作为EUV技术的最早采用者（2020年起），已在D1c制程中引入超过五层EUV工艺，并持续扩大应用范围。
据业内人士透露，三星电子半导体部门正在加快努力用韩国本土替代品取代“ArF（氟化氩）空白掩模”。这些掩模在半导体光刻工艺中至关重要，占整个阶段的40%以上。目前，三星对这些掩模的采购严重依赖日本的Hoya。然而，三星现在正与韩国生产商S&S Tech密切合作，以实现本土化。一位业内人士透露，“三星一直在接收少量国产ArF空白掩膜，但最近已开始评估在特定工艺中全面采用。”
除了ArF空白掩膜，三星还在加大力度将其他高度依赖日本的材料本地化。对于目前由日本三井化学主导的EUV薄膜，三星正在与韩国FST合作实现本地化。此外，对于高带宽存储器（HBM）的关键材料非导电膜（NCF），三星正在与LG Chem合作。目前，NCF材料100%由日本Resonac供应给三星。
三星为稳定EUV工艺，不仅配置了超过30台EUV设备（全球最大规模），还成立专项工作组，由前英特尔专家李尚勋主导光刻胶材料研发和光源优化。其内部数据显示，通过改进掩模保护膜和缺陷检测算法，近期EUV层良率已提升至85%以上。
SK海力士则采取渐进式扩张，通过与美国应用材料公司合作开发混合式光刻方案，试图平衡成本与性能。其采取了更为保守的策略。尽管在D1c DRAM中计划应用超过五层EUV工艺，但其整体部署速度明显落后于三星，甚至解散了部分EUV研发团队。
02
不同打法
这种分化折射出两家韩国企业在存储芯片市场的差异化定位——三星追求技术制高点，而SK海力士更注重成本控制与风险平衡。
三家公司这种分化源于对技术风险与量产效率的不同权衡。美光认为当前EUV的稳定性不足，且设备购置与维护成本过高，尤其是在半导体市场周期性波动的背景下，轻资产策略更有利于快速响应需求变化。而三星和SK海力士则押注EUV的长期技术红利，希望通过高密度制程实现性能突破，巩固高端市场地位。
美光的保守策略可能带来短期量产优势。ArFi设备经过多年迭代，工艺成熟度较高，且无需应对EUV特有的技术挑战（如光刻胶灵敏度、掩模缺陷控制等）。这使得美光能够快速完成从原型到量产的过渡，尤其适合满足中端市场的需求爆发。然而，多重图案化技术需要重复光刻和蚀刻步骤，导致生产步骤增加约30%-50%，显著推升复杂度和缺陷率。行业分析指出，当EUV应用超过三层时，传统工艺的良率劣势将加速显现。
值得注意的是，EUV的规模化应用存在“学习曲线效应”。三星通过五年以上的技术积累，已建立覆盖光刻胶、掩模、检测设备的全链条优化体系。例如，其新型碳基光刻胶可将曝光速度提升40%，而动态剂量调节技术能补偿晶圆表面的反射率差异。这些Know-how短期内难以被竞争对手复制，为三星在高端市场的竞争提供了有力保障。SK海力士则通过模块化工艺设计，将EUV层集中在特定功能区域（如存储单元阵列），降低整体工艺复杂度，这种策略也有助于其在高端市场逐步站稳脚跟。
此外，供应链管理能力也是影响市场格局的重要因素。EUV设备的供应长期受限于ASML的产能（年产量约50台），且单台成本超过1.5亿美元。三星凭借与ASML的深度合作（包括联合研发高NA EUV技术），优先获得设备供应；而美光由于EUV部署较晚，可能面临设备交付周期延长的风险。在材料创新方面，三星与日本JSR合作开发金属氧化物光刻胶，SK海力士则投资比利时IMEC研究院，推动掩模修复技术的突破，这些举措都将增强其在供应链中的竞争力。
03
谁在挑战EUV霸权？
佳能推出的纳米压印光刻（NIL）技术正悄然崭露头角，逐渐对EUV的统治地位发起挑战。
纳米压印光刻（NIL）技术有着独特的核心原理。传统的光刻技术往往依赖复杂的光学系统和化学过程来将电路图案转移到晶圆上，而NIL技术另辟蹊径，采用物理压印的方式。它就像是使用一个精确的印章，将预先设计好的电路图案直接压印到晶圆表面。这种物理压印的方式避免了许多传统光刻技术中因光学衍射等问题带来的精度损失和工艺复杂性。
与行业巨头ASML的EUV系统相比，NIL技术具有显著的成本和能耗优势。在成本方面，EUV系统的研发、生产和维护都需要巨大的投入，其设备价格高昂，运行过程中还需要大量的配套设施和专业人员。而NIL设备由于其原理相对简单，不需要复杂的光学系统和高精度的光源，使得设备成本可降低50%以上。这对于芯片制造企业来说，意味着在大规模生产中能够大幅降低生产成本，提高经济效益。在能耗方面，传统的光刻工艺，尤其是EUV技术，需要消耗大量的电力来维持光源的稳定运行和设备的正常工作。而NIL技术的能耗仅为传统工艺的1/10，这不仅符合当今社会对节能减排的要求，还能进一步降低企业的运营成本。
不过，目前NIL技术也存在一定的局限性。在制程精度上，当前NIL技术仅能达到14nm，而EUV技术已经能够实现5nm的极限制程。制程精度直接关系到芯片的性能和集成度，更高的制程精度意味着芯片可以容纳更多的晶体管，从而提高芯片的运算速度和处理能力。因此，在高端芯片制造领域，NIL技术暂时还无法与EUV技术相抗衡。然而，该技术已经获得了美国国防部的支持。美国国防部对芯片技术的需求不仅仅局限于高性能，还注重成本效益和供应链的稳定性。NIL技术的低成本和低能耗特点正好符合其需求。中端芯片市场对于制程精度的要求相对较低，但对成本和能耗更为敏感，NIL技术的优势能够得到充分发挥，为芯片制造企业提供一种更具性价比的选择。
与此同时，俄罗斯在光刻技术领域选择了一条更为激进的发展路径。他们计划开发波长为11.2nm的EUV系统，这与行业通用的13.5nm标准存在本质差异。波长是EUV技术中的一个关键参数，不同的波长会对光刻的精度、分辨率和工艺复杂度产生重要影响。俄罗斯选择开发独特波长的EUV系统，是希望能够在光刻技术领域实现突破，形成自己的技术优势。
然而，开发波长11.2nm的EUV系统面临着巨大的挑战。光刻技术是一个复杂的生态系统，除了光刻设备本身，还需要配套的光刻胶、掩膜版等材料和工艺。目前，整个行业的光刻胶、掩膜版等配套产品都是基于13.5nm波长的EUV系统开发的。俄罗斯要开发11.2nm波长的EUV系统，就需要重建整个配套的生态系统。这意味着需要投入大量的研发资金和人力，进行光刻胶、掩膜版等材料的研发和生产工艺的优化。
04
晶圆上的权力游戏
这种全球范围内光刻技术的多极化探索，正在重塑半导体产业的竞争格局。
日本Rapidus公司宣布在北海道工厂计划部署10台EUV设备，并联合美国博通公司推进2nm芯片的量产，这一举措旨在重振日本本土的半导体制造能力。曾经的日本半导体产业辉煌一时，在全球市场占据重要份额。此次Rapidus的行动，是日本试图在半导体高端制造领域重新夺回话语权的重要尝试。
EUV设备作为半导体制造中的核心关键设备，对于实现先进制程芯片的量产起着至关重要的作用。部署10台EUV设备，意味着Rapidus有了实现大规模、高质量2nm芯片生产的硬件基础。而与博通的合作，则为其带来了强大的技术支持和市场渠道。
存储芯片三巨头的技术路线分化更具启示意义：美光坚持最小化EUV使用，依赖成熟的ArFi工艺；三星全力押注EUV层数叠加；SK海力士则在两者间谨慎摇摆。这种多样性恰恰反映出后摩尔时代的技术不确定性——没有绝对正确的路径，只有适应市场需求的生存策略。
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写在光刻机轰鸣声中
站在产业变革的临界点，半导体战争已从单纯的技术竞赛，升级为包含供应链韧性、地缘布局和生态协同的系统性对抗。未来的胜出者或许不是某项技术的绝对领跑者，而是那些能构建开放技术生态、平衡创新风险与商业回报，并在地缘震荡中保持动态平衡的玩家。正如EUV光刻机里那些跳跃的13.5nm光子，半导体产业的命运轨迹，终究取决于如何将分裂的光谱重新汇聚成驱动进步的能量。
