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哈工大震撼突破:赵永蓬团队17年磨剑,EUV光源技术改写芯片格局

时间:2025-11-21 11:53:29 来源:福建平子 作者:福建平子

当全球目光聚焦于麒麟9020芯片的跑分争议时,一场静默的技术革命正在哈尔滨工业大学航天学院的实验室里悄然酝酿。2025年9月华为发布会后,外界热议芯片性能差距,却鲜有人注意到一束13.5纳米的极紫外光已在该实验室稳定运行两小时——这束光的能量,足以改写全球半导体产业的底层逻辑。



十七年磨一剑:放电技术突破ASML专利封锁

这束光的源头,是赵永蓬教授团队历时17年研发的放电等离子体极紫外光源。2008年,当ASML CEO抛出"给图纸也造不出EUV光刻机"的论断时,哈工大团队将这句话裱在实验室墙上,化作攻坚克难的标语。他们选择了一条被行业视为"歪路"的技术路线:用电火花激发锡靶材产生光源,而非主流的激光等离子体方案。

这一选择带来双重突破:不仅绕开了美国Cymer公司的专利壁垒,更将成本削减三分之一,能量转换效率提升40%。2022年样机首次点亮3秒时无人问津,到2024年功率突破120瓦,实验室模拟寿命超1000小时无衰减——德国专家惊叹其进度比预期快五年。要知道,ASML当前EUV光源功率为600瓦,而哈工大的120瓦已足够支撑7纳米工艺,若升级至200瓦,5纳米制程亦非遥不可及。

技术外溢:中芯国际产能利用率回升至92%

这项突破的产业价值正在显现。2025年中芯国际产能利用率回升至92%,背后正是哈工大光源技术的支撑。通过多重曝光技术,中芯国际得以承接7纳米订单,华为芯片无需再依赖台积电代工。更令台积电焦虑的是,哈工大光源技术已非实验室成果:2025年初与企业搭建试点生产线,下半年即将规模化量产,这意味着大陆芯片制造将彻底绕开ASML的垄断。

ASML的EUV光刻机售价超1亿欧元,且供货需看美国脸色。哈工大的替代方案不仅打破技术封锁,更将重塑产业生态——中芯国际已放话要在2030年前冲击全球最大晶圆代工厂,台积电暂停对华先进AI芯片供应的举措,反而加速了本土化进程。

量子与材料:多线突破构建技术护城河

哈工大的技术攻势远不止于此。深圳校区宋清海、周宇团队在碳化硅中实现量子纠缠:将材料磨至200纳米厚,注入双空位自旋,在室温下达成电子与核自旋纠缠,保真度达0.89,核自旋极化率接近100%。这一突破为量子芯片量产铺平道路,或将颠覆现有硅基芯片格局。

材料领域同样传来捷报。王金忠教授团队通过等离子体预处理技术,在硅基衬底上培育出0.16毫米的二维碲化铋单晶。该材料在1550纳米波段的红外探测能力超强,比探测率达7.52×10¹² Jones,且与CMOS工艺兼容。这一成果不仅能降低红外探测器成本,更可集成至现有芯片生产线,为国产芯片增添"透视眼"功能,在通信、传感领域抢占美国企业市场。



技术暗战:从实验室到产业化的十年征程

这些突破的背后,是科研人员数十年的默默耕耘。赵永蓬团队自2008年启动等离子体机制研究,2010年确定锡靶材方案后,仅调试锡滴直径(25微米)与下落频率(每秒5万次)就耗时五年。宋清海团队为寻找合适量子缺陷,测试上百种碳化硅外延层组合,光磁共振数据填满十几个硬盘。王金忠团队的等离子体预处理参数,则是在0.5毫米至2毫米电极间距中,以微米级步进反复试验得出。

如今,全球半导体格局已现变革端倪。中国2025年半导体自给率预计突破50%,较几年前翻倍。哈工大的光源技术正与中科院上海光机所推进3纳米工艺,长春光机所的高精度反射镜可将波前畸变控制在头发丝的1/50以内——一套完整的国产光刻机解决方案正在成型。

未来展望:游戏规则或将由中国重写

美国与台积电的焦虑并非空穴来风。赵永蓬团队的光源功率正向200瓦冲刺,宋清海团队的量子器件已开始集成至光波导,王金忠团队的二维材料正应用于红外探测器。这些技术如同埋入产业链的种子,虽刚破土而出,但数年内或将长成参天大树。

麒麟9020芯片的亮相,不过是这场技术革命的序章。当光源、材料、量子技术全面落地时,全球芯片产业的游戏规则,或将由中国主导。十七年磨一剑的坚持证明:技术封锁无法阻挡创新步伐,真正的突破,终将改写历史。

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