众所周知，光刻技术是现代半导体制造的核心，直接决定了芯片的性能、尺寸和成本。在这场技术竞赛中，荷兰的ASML凭借其极紫外光（EUV）光刻技术占据了无可争议的霸主地位。不过，近日，国内外媒体及网络接连曝出佳能通过纳米压印光刻（NIL）以及中国通过激光驱动等离子体（LDP）技术挑战ASML的新闻，这在业内再次引发了光刻机之争。
那么问题来了，以佳能为代表的日本NIL和中国的LDP，谁更有可能成为ASML最现实和有力的挑战者？
深积淀与高壁垒，ASML缘何在EUV一枝独秀？
提及ASML的EUV光刻机，首先从技术层面看，其技术的核心在于利用13.5纳米波长的极紫外光，通过激光驱动等离子体（Laser-Produced Plasma， LPP）生成光源，将复杂电路图案投影到硅晶圆上。
这一过程涉及每秒向真空室喷射5万滴熔融锡珠，经历两次激光冲击：第一次弱激光将其压扁为薄饼状，第二次强激光将其汽化为高温等离子体（温度高达22万摄氏度，约为太阳表面温度的40倍），从而发射EUV光。随后，光线通过超平滑的多层反射镜聚焦，照射载有芯片蓝图的掩模板，最终将图案蚀刻到涂有光刻胶的晶圆上。
不过，这还只是EUV技术复杂性的一隅。为了实现稳定的光源输出，需要精确控制激光的强度、脉冲频率和目标锡珠的大小与位置。产生的EUV光极易被吸收，因此整个光路都必须在超高真空中进行，并采用特殊的多层镀膜反射镜进行反射和聚焦。这些反射镜的表面精度需要达到原子级别，任何微小的缺陷都会严重影响成像质量。
更为关键的是，ASML上述的EUV技术并非一蹴而就，而是历经数十年的研发和投入，克服了无数的技术难题才得以实现商业化，并为ASML带来了现今市场上独树一帜的优势，例如其支持7纳米及以下制程，分辨率极高，满足了现代芯片对小型化和高性能的需求。
除上述技术积淀外，ASML的壁垒还体现在其对全球供应链的有效整合和掌控上。EUV光刻机的许多关键零部件，例如光源、光学元件、精密轴承等，都来自全球顶级的供应商（光源依赖美国Cymer公司，镜片依赖德国Zeiss等），ASML通过与这些供应商建立长期稳定的合作关系，并投入资金支持他们的研发，形成了一个高度依赖ASML的生态系统。
这种复杂的供应链关系，使得任何想要进入EUV领域的竞争者，不仅需要自身拥有强大的技术积淀和实力，还需要能够整合全球范围内的顶尖资源，而要短期内构建类似的供应链体系，难度可想而知。
最后从市场的角度，台积电、三星和英特尔等全球领先的芯片制造商，为了在激烈的市场竞争中保持技术领先，不得不采用最先进的制程工艺，而这又离不开ASML的EUV光刻机，这使得ASML与客户形成了深度绑定和难以撼动的依赖网络壁垒。
其实，不要说EUV，即便是在相对成熟的工艺节点，ASML在DUV（深紫外光刻）领域也拥有领先的技术和广泛的客户基础，其设备依然占据超过90%的市场份额的事实，再次证明ASML在整个光刻市场都具有强大的竞争力壁垒。
另辟蹊径，NIL与LDP优劣分明
正是上述ASML EUV的深积淀与高壁垒，决定了其他厂商要想以同样的技术路线实现替代或者赶超几无可能，惟有另辟蹊径。而这也是近日佳能NIL和中国LDP技术路线在业内引起强烈反响和争论的主要原因。
需要说明的是，由于NIL和LDP应用于光刻领域均属首次，所以在现阶段无从谈及其在生态及市场层面与ASML EUV的比较，只能单纯从各自技术的层面来看看它们的优劣。
我们先来看下佳能的NIL。该技术是一种非光学光刻方案，通过物理模板直接将电路图案压印到晶圆上，跳过了传统光刻的光源投影等步骤。其工艺包括使用电子束刻制高精度母版、在晶圆上滴注液态树脂、通过模具压印图案，最后用紫外光固化树脂。
正是由于跳过了传统光刻的光源投影等步骤，NIL的设备结构相对简单，在减少设备体积和技术门槛的同时，其理论上的制造成本和能耗远低于EUV（佳能宣称NIL设备成本比EUV低40%，约为1500万美元，能耗仅为EUV的1/10），如果能够成功实现大规模量产，NIL有望显著降低芯片的制造成本和运营成本，从而为更广泛的应用领域提供经济可行的解决方案。
此外，由于NIL通过物理接触进行图案转移，其分辨率原则上只受限于模板的精度。而随着纳米加工技术的进步，制造出更高分辨率的模板变得可行，这为NIL在未来实现超越EUV分辨率的可能性留下了想象空间。
所谓事物总有两面性，尤其是对于已有技术的新应用更是如此。与上述的优势相比，NIL的劣势也相当明显，且彼此具有密切的相关性。
其中最致命的弱点在于模板上的任何微小缺陷都会直接转移到晶圆上，导致整片晶圆报废。但制造出大面积、无缺陷的纳米级模板本身就是一个巨大的挑战，而如何在压印过程中避免引入新的缺陷也至关重要，这些均增加了工艺复杂性。此外，高精度模板的制造成本和使用寿命也是需要考虑的因素。
其次，由于现代逻辑芯片通常是多层结构，需要极高的纳米级层间对准精度，而在NIL工艺中，由于是物理接触，如何确保每一层都与前一层精确对齐是一个非常复杂的问题，尤其是在面对越来越复杂的3D芯片架构，例如在制造尖端CPU或GPU时，NIL的对准精度可能难以满足小于5纳米的层间要求，这限制了其在逻辑芯片领域的应用。
也许正是由于上述缺陷和制造工艺的复杂性，目前NIL的生产效率远低于EUV（据称NIL当前吞吐量仅为每小时110片晶圆，远低于EUV的170~220片），这严重限制了其在大规模芯片制造中的应用和竞争力。
与佳能NIL应用在光刻领域类似，中国的LDP在光刻方面也具有不可回避的两面性。
具体到LDP（激光驱动等离子体），其是通过激光诱导放电电离锡或其他材料，生成13.5纳米波长的EUV光，与ASML的LPP技术同属光学光刻类别，这点也是其与佳能NIL最本质的区别。
与ASML的EUV相比，LDP无需掩膜版（省去了昂贵的掩膜版设计和制造环节），从而可以显著降低芯片研发的成本和周期，同时，为小批量、定制化的芯片生产以及快速原型设计提供了极大的便利。例如，LDP可能在物联网芯片或模拟芯片等小规模定制市场中找到立足点，这些领域对生产效率要求较低，但对设计灵活性需求较高。
此外，由于LDP与ASML的LPP技术同属光学光刻类别，其理论上可利用现有EUV生态（如光刻胶、掩膜工艺等），减少产业切换成本。
但祸兮福所倚，福兮祸所伏。正是由于LDP与ASML的LPP技术同属光学光刻类别，走与ASML EUV直接竞争的路线，LDP的劣势也更为明显，或者说被放大了。
例如受到激光波长衍射极限的限制，传统的LDP技术很难实现EUV级别的分辨率。虽然可以通过一些先进的激光技术（如双光子聚合等）提高分辨率，但距离制造最先进的逻辑芯片所需的精度仍然有很大差距。据哈尔滨工业大学2024年发表的研究，其LDP光源功率仅达80W，远低于ASML的250W工业标准。
此外，激光逐点扫描的写入方式决定了LDP的生产效率非常低下，难以满足大规模集成电路制造的需求。即使采用多束激光同时写入，其效率也远不及基于掩膜版的光刻技术。
而更为不确定性的劣势是，LDP需开发高精度光学系统（如亚纳米级镜面）和控制软件等的无缝集成，而这些关键部件（如镜片、光源组件）和控制软件现在还部分依赖进口，先不说相比于成熟的LPP技术，LDP在设备、材料、工艺流程等本身都缺乏完善的生态系统，需要大量的研发和投入才能建立，如果再加上上述依赖进口可能存在卡脖子的风险，基于LDP生态的建立可能会相当艰难、缓慢和耗时耗力。
积跬步以至千里，NIL与LDP谁更胜一筹？
如上，我们不难看到，无论是佳能的NIL，还是中国的LDP技术路线，与现有的ASML的EUV相比，都是优劣分明。那么同样作为挑战者，谁的技术路线更有可能胜出呢？
首先，NIL的核心目标是实现高分辨率的图案转移，这与制造高性能、高集成度的先进芯片的需求直接相关。虽然NIL的挑战集中在缺陷、制造工艺和生产效率上，但其解决方案路径相对清晰，例如优化模具耐用性和提升压印速度即可逐步接近EUV的吞吐量，而佳能可利用其光学和机械技术积累，逐步攻克这些挑战。
提到佳能在光学和机械技术的积累，我们这里需要补充说明的是，佳能作为全球知名的光学设备制造商，拥有悠久的光学技术研发历史和强大的精密制造能力，这为其NIL技术的研发和产业化提供了坚实的基础，例如佳能在光学领域积累的经验（比如在镜头设计、精密控制等方面），可以借鉴到NIL设备的开发中。
更重要的是，佳能曾经也是光刻机市场的参与者（20世纪90年代曾是DUV光刻机的领先供应商之一，其技术底蕴不容小觑），对芯片制造工艺有一定的了解，这有助于其NIL技术更好地适应行业需求。
反观LDP，除了挑战更为复杂，比如光源需达到工业级功率（188W以上）、光学系统需亚纳米级精度、控制软件需无缝集成等，而这涉及多学科协同，技术门槛远高于NIL，且实现路径尚不明朗外，更关键的还是缺乏像佳能的相关技术的深厚积淀。
其次，从市场商用的角度，佳能NIL已迈出实验室，进入商业化初期。例如根据《经济学人》的报道，2025年3月其设备已在存储芯片（如3D NAND）和显示屏领域应用，而TSMC的测试进一步验证了其可行性。佳能宣称其NIL设备已实现每小时130片晶圆的吞吐量（2025年初数据），并计划在2026年提升至180片，逐步逼近EUV水平。
相比之下，中国的LDP技术仍处于研发阶段，虽然哈尔滨工业大学等机构在光源技术上取得了一定的突破，但距离展示完整的、可用于工业级量产的光刻系统，以及提供可靠的量产吞吐量和良率数据，还有相当长的路要走，而关于2025年第三季度试产的目标，目前的公开信息有限，其可行性和最终的工业应用能力仍有待观察。
第三从生态系统看，NIL本质上还是一种基于晶圆的制造工艺，其流程在某些方面与传统的光刻技术有相似之处，例如都需要涂胶、显影等步骤，更容易被现有的芯片制造生态系统所接受，而这意味着，芯片制造商在导入NIL技术时，可能不需要对现有的生产线进行大规模的改造，从而降低了导入成本和风险。
当然，这里我们还没有将佳能作为全球光学和成像技术的领导者，其自身就拥有强大的品牌影响力和技术基础，与TSMC等厂商的合作通畅，供应链整合能力强的因素计算在内。相比之下，中国LDP作为一种与现有EUV技术路线相似但又存在差异的新兴技术，其生态系统的建立需要从基础研究、材料、零部件、设备制造到工艺验证等多个环节的长期投入和协同发展，其难度和所需时间可能比我们文中的描述还要大。
最后考虑非市场和技术因素（这点恐怕更为重要），佳能NIL面临的外部环境相对宽松，在技术交流和国际合作方面受到的限制较少，这有助于其在全球范围内整合资源，加速技术发展。此外，佳能将NIL定位为ASML EUV的补充，主要着眼于成本敏感型应用和特定工艺环节，而非直接取代EUV，这可能有助于降低市场阻力。
而中国LDP技术则面临着更为复杂的外部环境，尤其是在关键技术和零部件方面可能受到出口限制，这无疑会增加其研发和产业化的难度。不过，中国政府的半导体自给政策（如“十四五”规划）和百亿级资金投入，或将为LDP提供长期支持。
写在最后：所谓积跬步以至千里。ASML在EUV领域现今无可撼动的地位，正是来自数十年如一日的技术积累和持续创新。而面对NIL和LDP的挑战，ASML并非毫无应对。其下一代高数值孔径（High-NA）EUV光刻机已开始交付，分辨率可达2纳米以下，这将进一步拉开与竞争者的差距。
由此来衡量佳能的NIL和中国的LDP技术，我们认为，佳能的NIL在现阶段和可预见的未来，更有可能在特定领域和特定应用场景下对ASML构成一定的挑战。相比之下，中国在LDP技术上的探索，更像是着眼于长远的战略布局，旨在突破技术封锁，实现自主可控。究竟谁能最终在未来的光刻技术竞赛中占据更有利的位置，时间和市场将会给出最终的答案。