ASML新一代EUV光刻机：公共汽车大小 造价1.5亿美元

但是，从20世纪60年代开始，有效缩短制造芯片的光束波长有助于推动芯片元件小型化，这对芯片性能提升至关重要。先是使用可见光的机器被使用近紫外线的机器所取代，而近紫外线的机器又让位于使用深紫外线的系统，以便在硅片上蚀刻出更小的图案特征。

20世纪90年代，英特尔、摩托罗拉、AMD等公司开始合作研究极紫外线，并将其作为新一代光刻技术。阿斯麦于1999年加入进来，努力开发第一台极紫外光刻机。与之前的深紫外线光刻技术(193纳米）相比，极紫外光刻技术的光束波长更短，只有13.5纳米。

但人类解决工程上的挑战花了几十年时间。如何产生极紫外光本身就是一个大问题。阿斯麦的方法是将高功率激光以每秒50000次的速度轰击锡滴，产生强度足够高的极紫外光。普通镜片也会吸收极紫外光，因此极紫外光刻机使用涂有特殊材料的精确镜面代替。在阿斯麦极紫外光刻机内部，极紫外光在穿过光罩之前会经过几面镜子的反射，而光罩则以纳米级的精度移动，为的是对齐硅片上的不同层。

“说实话，没有人真的想用极紫外光，”行业研究公司Real World Technologies芯片分析师大卫·坎特(David Kanter)说。“它比原计划晚了20年，超出预算10倍。但如果你想制造非常致密的结构，它是你唯一的工具。”

阿斯麦新一代极紫外光刻机采用更大的数值孔径来进一步缩小芯片上的元件尺寸。这种方式允许光线以不同角度穿过光罩，从而增加图案成像的分辨率。这就需要更大的镜子和新的软硬件来精确控制组件蚀刻。阿斯麦当前一代极紫外光刻机可以制造出分辨率为13纳米的芯片。新一代极紫外光刻机将使用更高数值孔径来制作8纳米大小的特征图案。

目前台积电在芯片制造过程中使用的就是极紫外光刻技术。其客户包括苹果、英伟达和英特尔。英特尔在采用极紫外光刻技术方面进展缓慢，结果落后于竞争对手，因此最近决定将部分生产外包给台积电。

阿斯麦似乎并不认为其光刻机会落后。

“我不喜欢谈论摩尔定律的终结，我喜欢谈论摩尔定律的幻象，”阿斯麦首席技术官马丁·范登·布林克(Martin van den Brink)表示。

范登布林克指出，摩尔1965年发表的那篇文章实际上更关注创新进程，而不仅仅是芯片元件尺寸的缩小。尽管范登布林克预计至少在未来10年里，高数值孔径极紫外光刻技术将继续推动芯片行业的进步，但他认为使用光刻技术缩小芯片元件尺寸会变得没有那么重要。

范登布林克说，阿斯麦已经开始研究极紫外光刻的后继技术，包括电子束和纳米压印光刻，但目前尚未发现任何一种技术足够可靠，值得投入大量资金。他预测，在考虑热稳定性和物理干扰的同时，加快光刻机产量将有助于提高芯片产量。即使芯片速度没有变得更快，这种方法也会让最先进的芯片更便宜更普及。

范登布林克补充说，包括在芯片上纵向制造元件的制造技术应该会继续提高芯片性能。英特尔和其他公司已经开始这样做了。台积电执行董事长刘德音曾表示，未来20年芯片的综合性能和效率每年能提高三倍。

主要挑战在于全世界对更快芯片的需求不太可能下降。普渡大学教授马克·伦德斯特伦(Mark Lundstrom)早在20世纪70年代开始在芯片行业工作，他在2003年为《科学》杂志撰写了一篇文章，预言摩尔定律将在10年内达到物理极限。他说：“在我的职业生涯中，我们曾多次想，‘好吧，这就结束了。’”“但在未来10年内，没有任何放缓的危险。我们只是在另辟蹊径。”

伦德斯特罗姆还记得他第一次参加微芯片会议是在1975年。“有个叫戈登·摩尔的家伙在做演讲，”他回忆道。“他在技术社区中很有名，但其他人都不认识他。”

“我还记得他的演讲，”伦德斯特伦补充道。“摩尔说，‘我们很快就能在一块芯片上安装1万个晶体管’。他还说，‘当一个芯片上有了1万个晶体管，人们有什么不能做呢？’”