imec-ASML联盟：如何保持摩尔定律的持续发展

三十五年间，比利时微电子研究中心（imec）与阿斯麦（ASML）始终保持战略同频，携手引领全球光刻技术迭代演进。当前，imec 正依据《欧洲芯片法案》推进鲁汶研发中试线的扩建升级，重点部署高数值孔径极紫外（High-NA EUV）光刻技术，此次深化合作不仅成为欧洲实现芯片产业雄心的核心支撑，更将为人工智能（AI）领域的能效提升奠定关键基础。

谈及 imec 的技术发展路线图时，即将卸任的首席执行官吕克・范登霍夫（Luc Van den hove）表示：“过去 35 年来，我们与 ASML 保持着紧密的技术协作，每一次合作都成功推出性能更卓越的光刻解决方案，持续推动芯片的二维微缩进程。” 在 AI 计算需求呈指数级增长、即将触及全球能源预算上限的当下，这一合作的战略价值愈发凸显 —— 通过优化光刻光源的光学特性与传输效率，可显著提升芯片的单位功耗性能比，为高算力场景提供节能支撑。

跨数十年的技术反馈闭环：生态协同的独特范式

imec 的运营模式在全球公共研究机构中极具特殊性：构建中立共享的研发中试平台，吸引行业竞争对手在同一物理空间内协同开发前沿技术。若将光刻技术视为芯片制造产业链的核心节奏引擎，ASML 则扮演着 “节奏把控者” 的关键角色。范登霍夫详细阐释了这一紧密的技术协同机制：imec 专注于器件结构与工艺模块的前瞻性探索；ASML 则聚焦光刻技术的阶跃式突破；双方联合产业链生态系统（涵盖光刻胶制造商、蚀刻与沉积设备供应商、晶圆代工厂及无晶圆厂设计公司）构建闭环协作体系，确保下一代技术的可制造性与规模化应用。“我们致力于整合整个产业链生态…… 其中 ASML 的参与尤为关键，” 他强调道。

这一协同循环正是芯片制造在维持高良率与高能效的同时，持续实现特征尺寸微缩的核心逻辑。也正因如此，imec 明确将光刻技术定位为路线图中所有其他关键技术（从新型晶体管架构到 3D 堆叠封装）的不可或缺的推动引擎。

高数值孔径 EUV：下一代光刻技术的硬件飞跃

光刻技术的下一次关键性突破，将聚焦于高数值孔径 EUV 光刻机这一核心硬件。目前，imec 的 Fab3 工厂已建成并运营着范登霍夫所称的 “全球技术最先进的研发中试线”。此次扩建计划总投资达 25 亿欧元，将用于购置新一代设备及新增 6,000 平方米的洁净室空间，最终建成 Fab4 工厂。该工厂将与 Fab3 实现物理连通与全流程自动化整合，并配置 “全套 ASML 下一代光刻设备，其中核心包括高数值孔径 EUV 光刻机”。根据规划，Fab4 工厂将于明年启动建设，Fab3 与 Fab4 整合后的联合生产线预计在 2028 年底正式投入运营。

从技术原理来看，高数值孔径（NA）的核心优势在于能够聚焦更精细的芯片特征尺寸，并有效优化光刻工艺窗口。事实上，该技术不仅是 imec 未来 8 至 10 个芯片节点微缩路线图的基石，更是满足 AI 领域严苛节能需求的核心支撑。“一直以来，不少声音认为摩尔定律已走向终结，” 范登霍夫表示，“但市场对高性能、低功耗芯片的需求依然保持惊人增长，这为摩尔定律的延续提供了强大的市场驱动力。”

imec 明确指出当前行业面临的核心挑战：AI 计算需求的指数级增长若缺乏每瓦性能的同步提升，将导致全球能源消耗激增。而光刻技术正是连接物理层与系统层的关键接力环节 —— 高数值孔径 EUV 能够实现更密集的器件布局、更低的电容特性、更短的互连路径，进而显著降低芯片动态功耗。即便二维微缩速度有所放缓，光刻技术依然为三维集成技术奠定基础：包括 N/P 器件堆叠、内存与逻辑电路融合、芯片间超短链路连接等，这些技术方向共同构成了 imec 所定义的 “CMOS 2.0” 技术体系。

至关重要的是，imec 与 ASML 的技术探索并非孤立进行。每一项光刻技术的迭代升级，都需要光刻胶、蚀刻工艺、沉积技术及计量检测等上下游环节的协同创新，以确保整个光刻流程的可印刷性、可检测性与高良率。而 imec 的研发中试线正是这些关键环节实现技术汇聚与成熟化的核心载体。

“若无 ASML 的光刻技术与 imec 的工艺支撑，全球尖端芯片的制造将无从谈起，” 范登霍夫强调。尽管欧洲并非全球大多数尖端芯片的主要制造基地，但它掌握着芯片制造的核心技术节点。《欧洲芯片法案》选择以重大项目合同形式支持 imec 的扩张计划，正是对这一行业现实的精准把握，同时也押注 imec-ASML 这一核心协作轴心能够提升欧洲在全球芯片价值链中的份额。

对范登霍夫而言，欧洲芯片产业的自主权还意味着具备领先的芯片设计能力 —— 因为欧洲本土设计的芯片所产生的市场需求，足以支撑本地产能的可持续发展。同样，光刻技术的深度参与至关重要：若无法充分理解并实际验证光刻技术的当前水平与未来潜力，就难以实现系统设计与制造工艺的协同优化。imec 推出的 IC-Link 项目及相关风险投资计划，为初创企业与规模化企业提供了切实可行的技术转化路径，同时也为欧洲无晶圆厂企业储备了专业人才，助力其在设计阶段即充分利用光刻工艺优势，而非被动适应工艺限制。

imec 模式的核心存在一个独特的行业悖论：行业竞争越是激烈，就越需要一个值得信赖的中立平台来开展竞争前技术的协同研发。这一模式的落地，一方面需要建立基于诚信的文化体系 —— 即便竞争对手共处同一物理空间，也能严格保障技术保密性；另一方面需要构建开放互联的协作文化，将材料供应商、设备厂商、代工厂、超大规模数据中心及系统原始设备制造商（OEM）纳入统一的技术对话平台。ASML 的深度参与并非象征性的，而是行业在投入数十亿美元进行技术迭代前，降低下一代光刻节点研发风险的实际需要，是产业链协同降本增效的关键实践。