隨著計算技術的進步，越來越多的先進芯片應運而生。最新一代 3 納米和 2 納米制程芯片的尺寸極小，傳統光源波長已無法在如此精細的尺度上實現可靠的圖形光刻。這一挑戰并非新題 —— 半導體行業長期以來一直使用深紫外光刻（DUV）技術在硅片上進行光刻加工。但要實現最先進芯片設計的納米級精度，就需要波長更短的光源。這種光源及對應的光刻技術被稱為極紫外光刻（EUV）。

中國 EUV 原型機提前問世

圖注：更短、更精準、更纖薄：技術的巨大飛躍，蔡司（ZEISS）數據顯示，EUV 技術制造的結構精度達 13.5 納米，比人類發絲精細 5000 倍。

（電磁波譜參考：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線、伽馬射線，波長范圍從 10 米到 0.00001 納米）

此前，EUV 技術一直由荷蘭阿斯麥（ASML）公司壟斷，該公司是全球唯一的 EUV 光刻機制造商。早在 2019 年，臺積電就利用基于第一代EUV設備實現7納米芯片的量產，并向市場交付了大批量客戶產品。

掌控EUV設備的獲取渠道是美國制裁中國半導體產業的核心手段。早在 2018 年，美國就開始向荷蘭施壓，阻止阿斯麥向中國大陸出售EUV光刻機、相關零部件及維修服務。其初衷是通過限制中國獲得 EUV 技術，減緩中國先進芯片的制造能力，同時結合對先進 AI 加速器的出口限制，幫助美國在 AI 競賽中保持優勢。

然而，事實證明，壓力反而加速了中國追求半導體自主化的進程。據路透社報道，中國已成功研制出EUV光刻機原型機。若研發進展順利，最快可能在 2028 年開始量產芯片，并逐步提升產能。這一突破不僅會讓西方限制中國獲取先進制造技術的努力變得復雜，還可能對以西方為中心的半導體供應鏈構成長期威脅 —— 這一時間點比許多看好中國的分析師預期提前了數年。

“今年4月，阿斯麥首席執行官克里斯托夫?富凱（Christophe Fouquet）曾表示，中國需要‘很多很多年’才能研發出此類技術。”但路透社首次報道的這臺原型機的存在表明，中國實現半導體自主化的時間可能比分析師預期的要早好幾年。”

中國出人意料的 EUV 技術突破，挑戰了阿斯麥的壟斷地位，削弱了西方的制裁戰略，并標志著全球半導體權力格局將發生長期轉變。

EUV光刻技術的工作原理

EUV 技術之所以獨特，且多年來被阿斯麥壟斷，是因為它并非單一技術，而是將多項超精密工程成果整合為一體的復雜系統。

第一部分是功率約 30 千瓦的超強二氧化碳激光器，這是全球最強大的脈沖工業激光器之一。阿斯麥光刻機中的此類激光器由德國通快（Trumpf）公司生產。但產生 EUV 光的并非激光器本身，而是能量來源。為生成 EUV 光，系統需將微小的熔融錫滴加熱至等離子體狀態 —— 阿斯麥光刻機每秒約發射50000個錫滴。

等離子體必須被加熱到極高溫度（通常接近 22 萬攝氏度），這一溫度遠超太陽表面，這挑戰著人類工程技術的極限。整個過程還必須在近乎完美的真空環境中進行，因為空氣（及大多數物質）會吸收 EUV 光。

圖注：EUV 光源工作原理：液滴發生器、反應容器、收集器、掃描儀、二氧化碳激光系統等組件協同工作，涉及功率放大器、種子單元等子系統 

不僅如此，EUV光還需要以驚人的精度進行引導、塑形和聚焦，才能在硅片上刻蝕出尖端圖形 —— 先進制程的晶體管密度通常接近每平方毫米 1 億個晶體管。

這些曲面反射鏡由德國光學巨頭蔡司研發，其制造和校準精度需達到原子級別。“若將此類 EUV 反射鏡放大到德國國土大小，其最大凸起（相當于德國最高峰楚格峰的高度）僅為 0.1 毫米。”

這種精度之高，可用生動的類比來描述：例如，若用 EUV 反射鏡向月球發射光束，理論上能精準擊中月球表面一個乒乓球大小的物體。這些光學元件還覆蓋著多層膜 —— 通常是硅和鉬等材料的交替層，每層厚度僅為幾個原子。“這里最多疊加 100 層膜。單層膜僅能反射約 1% 的光線，損耗過大。多層結構最終可使光線利用率達到 70% 左右。”

最后，硅片本身的移動和對準也需達到極高精度。傳感器持續測量定位，晶圓臺需在抵抗熱變形和高速運動振動的同時，保持定位準確性。

綜合以上所有步驟（上述解釋仍為簡化版），不難理解復制 EUV 技術為何如此困難：它不僅需要復刻設計，還需構建一個涵蓋材料、計量、控制、光學、真空系統和超潔凈制造的龐大生態系統，并將其整合到一臺設備中。

為何 EUV 技術難以復制

中國的 EUV “曼哈頓計劃”：半導體全面動員

考慮到先進芯片對人工智能、高端機器人和軍事技術競爭的關鍵作用，美國人將中國本土 EUV 研發比作 “曼哈頓計劃” 并非夸張 —— 這反映了該項目的規模和緊迫性。

首先，大量公共和私人資本已投入到更廣泛的半導體產業中。據報道，2025 年初已動員至少 370 億歐元資金，此外還通過大學研究、工業設施建設、關鍵供應商補貼、定向采購以及政府對未來芯片的需求保障等渠道投入更多資源。

這一突破或許并非完全出人意料：某企業早在2022年12月就申請了一項與 EUV 相關的專利。與此同時，另一家中國企業據稱已利用老舊 DUV 設備生產出超過DUV極限工藝水平的芯片，這表明在工具受限的情況下，中國企業 “另辟蹊徑” 的強烈動機。中國還探索了另一種技術路徑：通過粒子加速器（同步輻射光源）產生 EUV 光。這一方向早在 2023 年就有討論，相關研究可追溯至 2022 年的一篇科學論文。

這些努力都表明，中國機構和企業高度重視EUV技術的自主掌握 —— 或在沒有 EUV 的情況下構建具有競爭力的替代方案。

“半導體團隊的員工通常在工作周內駐廠住宿，不得回家；處理敏感任務的團隊還受到手機使用限制。”

人才獲取如何加速中國 EUV 項目

另一條更隱秘的 EUV 技術突破路徑，據稱聚焦于獲取推動 EUV 技術誕生的核心人才和經驗。曾在國外相關公司工作后退休的頂尖工程師成為重點招募對象。有報道稱，早在 2020 年，阿斯麥的現任員工就已被接觸。“據一位了解招募情況的人士透露，一名從阿斯麥招募的資深華裔工程師驚訝地發現，他豐厚的簽約獎金配套的是一張假名身份證。進入項目后，他認出了其他以化名工作的前阿斯麥同事，并被要求在工作中使用他們的假名以保密。”

這些招募活動據稱是中國吸引頂尖人才歸國的廣泛努力的一部分 —— 多年前就開始向海外半導體專家提供簽約獎金和補貼，并盡力為這些受聘專家提供便利。許多此類工程師具有中國國籍或華裔背景，這也可能讓招募工作更為順利。

總體而言，聲稱中國 “僅靠竊取技術” 的說法，往往過于武斷的評價著中國傾力投入的快速研發進程和工程生態系統，即使是采用逆向工程思維去研制相關設備，但從底層技術開始，中國已經擁有足夠完善的公開論文體系證明在開發過程中的每個環節都具有公開技術專利支撐。

不過，固執又高傲的阿斯麥公司表示：“雖然阿斯麥無法控制或限制前員工的就業去向，但所有員工都受合同中保密條款的約束。” 該公司還稱，“已針對商業機密竊取行為成功采取法律行動。”

中國首臺 EUV 光刻原型機的內部情況

根據路透社的文章報道，通過招募前阿斯麥員工、反向工程 EUV 零部件以及自主研發國產替代方案，中國研制出的這臺原型機，規模明顯大于阿斯麥常規的 180 噸、校車大小的 EUV 系統 —— 據稱占據了整個工廠樓層。

這可能表明，該原型機要么功耗更高、結構不夠緊湊、效率較低，要么仍處于優化初期階段，尚未達到阿斯麥量產機型的水平。

來自老舊阿斯麥設備的回收零部件，以及阿斯麥供應商零部件的二手市場，可能在國產制造能力提升或質量改善的過程中，為組裝可運行的原型機提供了幫助。

一個關鍵的缺失組件（且極難復制到同等性能水平）可能是蔡司光學系統。據稱，這也是該原型機目前無法達到理想芯片生產水平的原因之一。

高數值孔徑（High-NA）EUV：芯片軍備競賽的下一個前沿

如果說阿斯麥花了數十年時間研發 EUV 技術，那么中國原型機的出現表明，至少在基礎系統演示層面，追趕速度可能遠超許多人的預期，阿斯麥的技術護城河可能并沒有他們自己描述的那么牢固。這迫使西方半導體領導者加大力度推進下一代技術：高數值孔徑（High-NA）EUV。

英特爾等公司已在測試高數值孔徑 EUV 技術，三星和臺積電也進行了相關評估。英特爾公開表示計劃在 2028 年左右實現量產，而臺積電和三星則更為謹慎，計劃將高數值孔徑 EUV 用于未來小于 2 納米的制程，而非倉促投入大規模部署。

圖注：“光學系統捕捉光線的角度越大，呈現的細節就越精細。這意味著 EUV 光學系統將變得越來越大。”—— 蔡司關于高數值孔徑 EUV 的描述

高數值孔徑系統使用更大的光學元件，這可能通過其光學合作伙伴蔡司，為阿斯麥提供持久的技術優勢。（蔡司數據：高數值孔徑 EUV 技術的關鍵參數）

• 與約 1200 家網絡合作伙伴協作

• 擁有超過 2000 項專利（蔡司及合作伙伴）

• 超過 2000 名員工參與技術實施和研發

• 研發投入超過 3000 萬工時

• 歷經 30 年研發歷程

• 相比傳統 EUV 光刻，可實現晶體管密度提升 3 倍

高數值孔徑 EUV 光刻的反射鏡尺寸約為現有 EUV 反射鏡的兩倍，重量則達到十倍 —— 這使得整個系統體積更大、重量更重、結構更復雜。“高數值孔徑 EUV 光刻投影光學系統包含 40000 多個零部件，總重約 12 噸，以確保高精度聚焦 —— 其體積和重量是現有 EUV 光刻系統的 7 倍。”阿斯麥的描述看上去很酷。

中國EUV對半導體產業意味著什么？

短期來看，這一突破可能不會帶來太大變化。中國的 EUV 設備目前僅為原型機，在一切都是迷的基礎上，很難猜測其依賴阿斯麥翻新 / 回收零部件的比例，而純國產組件的占比尚不明確。

但很難斷言中國不會成功。憑借足夠的專業人才、資金投入和時間積累，沒有明確理由表明中國機構最終無法復制 EUV 的大部分核心能力 —— 尤其是隨著相關組件、材料和計量等生態系統的逐步成熟。

對于 “中國無法替代特定組件（如蔡司反射鏡）” 的質疑，也應謹慎對待。此前類似分析曾認為中國落后 15 年以上，但如今原型機已正式曝光。

長期來看（5-10 年），中國可能構建起平行的半導體供應鏈，不僅在晶圓制造層面實現自主，還將覆蓋設備制造領域。

初期，國內先進產能可能優先滿足內需，這將減少西方先進芯片、制造工具及配套組件對中國的出口額。久而久之，這可能會對西方半導體設備制造商和供應商的營收及利潤率構成壓力，降低其此前的研發再投資能力。

對阿斯麥等設備制造商乃至晶圓代工廠而言，更值得擔憂的是，中國產先進芯片最終可能進入國際市場參與直接競爭，尤其是在不斷擴大的金磚國家（BRICS）和上海合作組織（SCO）商業網絡中。

盡管阿斯麥和臺積電短期內仍將保持主導地位，但中國在 EUV 領域的進展已帶來長期競爭壓力，可能重塑設備、晶圓制造和芯片市場的格局。

結論

中國 EUV 原型機的問世比許多人預期的早了數年，這是一個真正的里程碑。它表明，在西方長期占據結構性優勢的領域，出口管制和制裁不太可能永久限制其技術發展能力。

樂觀來看，限制措施可能僅能延緩進展；悲觀來看，這些措施反而會通過創造一個擁有14億人口、獲得國家強力支持且具備工業產能的受保護國內市場，加速中國的技術突破。

這并不意味著中國將立即利用國產 EUV 設備量產先進芯片，但它表明，實現這一目標的路徑現在更加清晰 —— 且可能比此前預期的更快。

總體而言，這一突破印證了中國正逐步成為科技強國，而非僅僅是全球最大的制造基地。部分分析指出，中國目前在多個先進科學領域處于領先地位，這挑戰了 “技術進步僅靠模仿” 的簡單敘事 —— 盡管商業機密糾紛和知識產權沖突仍是這場競爭的真實寫照。

雖然中國的突破改變了長期格局，但尋求半導體領域即時主導權的投資者，目前仍需關注當前的市場領導者。