中国光刻技术弯道超车？中科院全球首发全固态DUV光源 国产芯片制造迎来破局曙光
中国芯片产业能否打破海外技术垄断？中科院一项颠覆性成果或将改写全球光刻机市场格局！3月25日，国际光电工程学会（SPIE）披露重磅论文——中国科学院成功研发出全球首个全固态193纳米深紫外（DUV）激光光源，其波长精度、光谱纯度均对标国际顶尖水平。这一技术能否成为国产光刻机突围的“关键钥匙”？
固态技术颠覆传统：体积缩小70% 能耗锐减
当前，ASML、尼康等巨头采用的DUV光刻机光源均依赖氟化氩（ArF）准分子激光技术，需通过高压电场激发氩氟混合气体产生193纳米光子，系统复杂且依赖稀有气体。而中科院团队创新性地以 固态Yb:YAG晶体放大器 为核心，通过两条独立光路实现波长转换：
四次谐波转换（FHG）：将1030纳米激光压缩至258纳米，输出功率1.2瓦；
光学参数放大（OPA）：生成1553纳米激光，功率达700毫瓦。
两束激光经 级联硼酸锂晶体（LBO） 混合后，精准输出193纳米波长光束，系统体积仅为传统设备的30%，且完全摆脱稀有气体依赖，能耗降低超50%。
性能对标国际：光谱纯度0.11pm 剑指3纳米工艺
据论文数据，中科院全固态光源平均功率70毫瓦、频率6千赫兹，线宽低于880兆赫， 半峰全宽（FWHM）小于0.11皮米 ，与ASML商用准分子激光器的光谱纯度持平。这意味着，该技术可支持浸没式光刻机在7纳米硅晶圆上刻蚀特征尺寸，并具备拓展至3纳米节点的潜力。
尤为关键的是，固态光源的稳定性显著优于气体激光器，可大幅减少光刻机运行中的波长漂移问题，提升晶圆良率。业内专家指出：“光源精度是光刻机的‘心脏’，中科院突破为国产设备自主化扫除了一大障碍。”
全球首创涡旋光束：解锁芯片检测新场景
此次研究更开创性地在1553纳米光路中引入 螺旋相位板（SPP） ，将普通高斯光束转换为携带轨道角动量（OAM）的涡旋光束，并成功将其特性传递至193纳米激光，生成拓扑电荷为2的涡旋光。这项全球首次实现的固态涡旋DUV光源，可应用于：
高精度缺陷检测 ：通过光束相位变化识别纳米级晶圆瑕疵；
多维光刻技术 ：利用OAM特性开发新型光刻工艺。
挑战与机遇并存：功率待提升 量产化进程引关注
尽管技术指标突破显著，中科院光源当前70毫瓦的输出功率仍远低于ASML设备的100-120瓦，频率也仅为6千赫兹（商用标准超9千赫兹），尚无法满足高产能芯片制造需求。不过，研究团队透露，后续将通过优化晶体材料和光路设计，推动功率及频率提升至商用水平。
国产光刻产业链的“破冰信号”
中科院全固态DUV光源的诞生，不仅打破了海外长达二十年的技术壁垒，更标志着中国在高端光刻领域从“追赶”转向“并跑”。随着光源、物镜、双工件台等核心部件陆续攻克，国产DUV光刻机的全面自主化已不再遥不可及。这场技术突围战，或将重构全球半导体产业格局。
