本文来自微信公众号“电子发烧友网Elecfans”，【作者】黄山明。
电子发烧友网报道（文/黄山明）说起芯片制造，许多人脑海中一定会想到一个重要环节，即光刻，也就是在硅片上留下精细电路图案，方便后续的刻蚀、掺杂等工作。而光刻技术需要光刻机才能实现，EUV更是制造5nm以下制程芯片的绕不过去的“大山”。
但在7月份美国《福布斯》杂志发表了一篇综述，表明全球芯片制造业正处在变革的前夜，许多新兴技术正在悄然爆发，EUV在未来可能将不是制造高端芯片的唯一解，全球尖端芯片的制造方式有望在2030年迎来颠覆性的巨变。
为硅片画上电路图，何必只用EUV
作为芯片制造的核心步骤，光刻技术一直被视作必不可少的关键，而ASML更是绝对的行业龙头，占据全球光刻机市场约60%以上的出货量和80%以上的销售额。它是全球唯一能量产EUV光刻机的厂商，垄断了7nm及以下的最先进制程。
但最近《福布斯》杂志的一篇报道表示，ASML正面临着巨大的挑战，这个挑战并不是指光刻机行业中迎来了新的巨头，而是从光刻技术的源头出发，可能将面临着颠覆性的变化。
传统光刻受限于光的衍射极限，波长越短，能刻的最小特征就约等于波长的一半，ASML的EUV用13.5nm波长，理论极限约6.75nm。而Lace Lithography彻底跳出“光”的范畴，用中性氦原子的物质波来做图案化。原子的德布罗意波长极短，束宽可做到约0.1nm，相当于一个氢原子的宽度，是EUV波长的1/135。
2026年7月，该公司由Atomico和微软M12领投4000万美元A轮，创始人Bodil Holst是氦原子束物理领域的少数权威之一，目标是2029年在pilot fab部署测试工具。
除了用氦原子替代光子之外，另一家公司Substrate选择用定制粒子加速器让电子穿过磁铁阵列产生同步辐射X射线，波长在1nm以下，远短于EUV的13.5nm。Substrate已用原型工具刻出12nm关键尺寸的随机逻辑接触孔阵列、30nm pitch的随机通孔，这些尺寸已经达到了High-NA EUV的范围。
不过这一技术方向并非新概念，IBM在1980-1992年投入大量资源研究，最终败给光学光刻，原因包括1:1掩模无缩小倍率、薄膜掩模脆弱易振动、proximity gap限制分辨率、掩模制造成本高等问题。Substrate要想量产，得同时解决光源、掩模、对准、产能四道关。
此外，由基辛格挂帅的xLight提出用粒子加速器驱动自由电子激光（FEL）直接产生13.5nm波长的EUV光。区别于ASML目前用的激光等离子体（LPP）方案，FEL的核心优势是可以同时驱动多台光刻机，而ASML的方案是1台光源配1台光刻机，EUV的输出功率也在LPP的4倍左右，且波长可调谐到13.5nm以下。
不过xLight的原型2028年才运行，量产化更晚，等它成熟时ASML的LPP路线可能已迭代到下一代。
还有华为近期发布的韬（τ）定律，摩尔定律靠把晶体管做小（几何缩微），韬定律靠压缩信号传播时间常数τ（时间缩微），通过逻辑折叠等技术在不依赖极致制程的前提下提升晶体管密度与系统性能。
有机构认为，韬定律本质是硬约束条件下（缺少EUV）的工程绕行方案，是STCO（系统技术协同优化）方法论的进一步演进，与英伟达、台积电、苹果在系统级协同设计上的探索同向。
从全产业垂直整合开始，颠覆芯片制造
如果说对全球芯片产业更具颠覆意味的，或许要说马斯克Terafab项目，这是由其旗下的特斯拉、SpaceX、xAI联合英特尔一起打造的超级芯片制造计划，核心目标是在美国得克萨斯州建设全球最大芯片工厂，实现每年足以支撑1TW（1太瓦）AI算力的产能。
这不仅仅是建个工厂，而是把汽车行业的“超级工厂”理念引入半导体，把设计、掩模制造、晶圆生产、封装测试在一个巨大的园区内垂直整合，利用规模效应把制造成本打到极低。这意味着它不需要在光刻精度上超越台积电，只需要通过规模效应把算力成本降下来，就能颠覆AI芯片的制造经济学。
与此同时，Substrate也不打算把X射线光刻机卖给台积电或三星，而是自己建垂直整合代工厂它把光源（粒子加速器）、光刻工具、工艺流程全部打包，直接为客户提供制造服务。
这直接颠覆了ASML主导的卖设备生态，如果未来有更多的非传统光刻技术出现，它们可能都不会进入到现有的标准设备供应链中，而是以独立制造单元的形式存在，直接挑战台积电的代工垄断。
华为的韬定律更是如此，传统的芯片制造遵循“摩尔定律”逻辑，也就是将所有电路做在同一个二维平面上，不断地缩小晶体管尺寸。这种模式的成本呈指数级上升，且高度依赖EUV光刻。
但想要提升芯片性能只有这样做吗？华为提出了一个不一样的方法，通过混合键合和TSV硅通孔，把原本铺在平面的电路像摩天大楼一样叠起来，或者把不同工艺节点的芯粒拼在一起。华为通过这种方式，用成熟制程实现了接近先进制程的晶体管密度和能效。
这也打破了只有拥有ASML EUV光刻机才能制造高端芯片的铁律。晶圆厂的竞争力不再单纯取决于前道光刻机的精度，而是取决于先进封装产线的键合精度、热管理能力和系统级设计能力。台积电的SoIC、英特尔的Foveros都在走这条路，华为则是在受限于EUV时的极致工程实践。
当然，这也意味着过去对于制造业良率的考核变了，从单一晶圆上的晶体管良率变成了3D堆叠时多个芯粒的系统级良率。
未来芯片制造工厂的形态也将改变，除了现有的标准晶圆厂，可能会出现搭载粒子加速器的“特殊制造单元”，以及像Terafab这样以算力输出为目标的“超级工厂”。
而对于芯片制造商来说，过去谁能买到最先进的ASML光刻机，谁就能造最好的芯片；未来是谁能在系统架构上把不同工艺的芯粒整合得最好、谁能在先进封装上实现高密度键合、谁能通过规模效应压低制造成本，谁就能赢。
写在最后
前不久，中国的长征十号乙等火箭成功实现了海上回收任务，但与SpaceX主流的猎鹰9号垂直着陆腿回收以及星舰的“筷子”（机械臂）回收在技术路线上有本质区别，中国采用的是阻拦索捕获技术。
中国没有执着于去死磕发动机推力精确调节、栅格舵控制及着陆腿可靠性等等，甚至必须控制火箭以亚米级/米级精度精准落在甲板中心微小区域内，容错率极低，任何横向偏移或倾斜都可能导致倾倒，而是通过成本低得多的阻拦索来完成火箭的回收，最终结果殊途同归。
芯片也是如此，以前大家认为要性能更强只能去缩小晶体管，现在发现架构创新、异构整合、先进封装同样能提升性能。整个产业意识到，芯片的比拼不是谁家的制程更低，而是比谁在系统层面把算力、带宽、功耗、成本平衡得更好，此为第一性原理。
