目前上市的5G處理器還是7nm的，前不久紫光展銳發布了虎賁T7520，全球首發6nm EUV工藝，展銳表示沒有2億美元就別想做6nm芯片。

虎賁T7520則是基于馬卡魯2.0平臺，單芯片集成5G基帶。這也是繼華為、高通、三星、聯發科之后的5G SoC新勢力，并且在技術工藝、通信能力、AI、視覺能力、續航能力、安全性等六大方面都具有突出的優勢。

考慮到紫光展銳第一代5G芯片還是12nm工藝的，現在直接進入到了6nm EUV工藝，進步值得表揚，但在這背后勢必也付出了極大的努力，資金、人員、時間投入不低。

那虎賁T7520處理器到底有多強大？尤其是6nm EUV工藝先進在哪里？紫光展銳剛剛發了一篇科普文章，介紹了6nm EUV工藝的先進特性。

根據紫光展銳所說，EUV工藝的難點主要在光源、發光、轉化率、成本等問題上，其中最先進的EUV光刻機售價高達1億歐元一臺，是DUV光刻機價格2倍多，采購以后還需要多臺747飛機才能運輸整套系統。

詳細內容可以參考下面的全文：

只有引入EUV技術的6nm才是真正的6nm，而這項技術也將伴隨未來可能的5nm、4nm、3nm、2nm、1nm一路前行。

自1965年英特爾創始人之一的戈登·摩爾提出摩爾定律以來，半導體領域就一直在遵循著“當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18個~24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍”的規律前行。

技術人員一直在研究開發新的IC制造技術，以縮小線寬、增大芯片的容量。

EUV光刻機的出現，就是一個重大突破。它實現了高速，低功耗和高集成的芯片生產工藝，滿足了5G高性能、超帶寬、低時延和海量連接的需求。

圖片來源：臺積電陳平在紫光展銳2020春季線上發布會演講

這么厲害的EUV，原理是什么？

光刻技術基本上是一個投影系統，將光線投射并穿透印有電路的光罩，利用光學原理將圖形打在已涂布感光劑的硅晶片上，進行曝光，當未曝光的部分被蝕刻移除后，圖樣就會顯露出來。

在光刻技術中，提升分辨率的途徑主要有三個：一是增加光學系統數值孔徑；二是減小曝光光源波長；三是優化系統。

EUV相較于DUV，把193nm波長的短波紫外線替換成了13.5nm的“極紫外線”，在光刻精密圖案方面自然更具優勢，能夠減少工藝步驟，提升良率。

EUV技術的究竟難在哪兒？

光源產生難：

193nm紫外線的光子能量為6.4eV（電子伏特，能量單位），EUV的光子能量高達為91~93eV！

這種能量的光子用一般的方法是射不出來的，激光器或燈泡都不行，它的生成方法光是聽起來就非常變態，這需要將錫熔化成液態，然后一滴一滴地滴落，在滴落過程中用激光轟擊錫珠，讓其化為等離子態，才能釋放“極紫外光”。

這樣的光源用久了就會在里面濺很多錫微粒，必須要定時清潔才行。

圖片來源：Cymer： Extreme Ultraviolet（EUV） Lithography Light Sources

發光過程難：

EUV不僅能量高，對物質的影響也極其強大，它們可以被幾乎任何原子吸收，所以傳播路徑必須是完全的真空。

要想讓EUV聚焦到合適的形狀，只能用這種用6面凹面鏡子組成的系統——EUV/X射線變焦系統（EUV /X-Ray focusing systems）。

有效功率轉化率低：

可是就算是鏡子，每一面鏡子都會吸收30%的EUV，整個系統里有4個鏡子用于發光系統，6個鏡子用于聚焦系統。EUV光罩本身也是一個額外的鏡子，形成了11次反射。

這個過程中，只有大約2％的EUV來到了晶圓上。因為效率低，所以需要的功率也大輻上漲。ArF光源平均的功率為45W，而EUV的平均光源功率為500w！

成本太高：

最先進的EUV光刻機售價高達1億歐元一臺，是DUV光刻機價格2倍多，采購以后還需要多臺747飛機才能運輸整套系統。

此外，EUV光刻機必須在超潔凈環境中才能運行，一小點灰塵落到光罩上就會帶來嚴重的良品率問題，并對材料技術、流程控制、缺陷檢驗等環節都提出了更高的要求。

最關鍵的是，EUV光刻機還極度耗電，它需要消耗電力把整個環境都抽成真空（避免灰塵），通過更高的功率也彌補自身能源轉換效率低下的問題，設備運行后每小時就需要耗費至少150度的電力。

除此之外，次級電子對光刻膠的曝光、光化學反應釋放氣體、EUV對光罩的侵蝕等種種難題都要一一解決。

這就導致很長時間里EUV的產量極低，在之前公開的資料里，EUV的產量只有日均1500片。

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