【 以下文字转载自 ITExpress 讨论区 】
发信人: Zinux (Zinux), 信区: ITExpress
标  题: 外置同步辐射光源+简化光刻机的可行性及成本分析
发信站: 水木社区 (Fri Sep  8 22:45:29 2023), 站内

同步辐射光源系统构想见：
https://www.newsmth.net/nForum/#!article/ITExpress/2481975

网上又找到一个同步辐射光源SRL+自由电子激光FEL构建EUV光源的可能实现
2019年12月的Ryukou Kato的《Demonstration of high-repetition FEL using cERL and beyond EUV-FEL》

主要内容：
1、现有同步辐射光源SRL+FEL可以产生13.5nm的EUV光源，但能量转化率只有千分之一左右
2、可尝试漏斗形FEL或者能量回收来提高能量转换率，此作者选择后则，目标是提高至10%
3、能量回收的EUV-FEL原型约200米x20米，可建于Fab地下

现在ASML的LPP方式是200千瓦的二氧化碳激光去轰击锡滴来产生300瓦的EUV，转换率约300/200000=0.15%，物镜系统的有效率是6瓦/300瓦=2%。
当前针对5nm制程的ASML EUV单价约10亿元，下一代针对3nm制程的ASML High NA EUV的功耗增加30%，售价25亿元。

暂不考虑未实现的能量回收版的高效SRL+FEL，仍以现有的能量转换率不到千分之一的原始版SRL+FEL为例，估算简化版的EUV单价和整体拥有成本TCO。光刻机寿命按10年估算。

怀柔在建的同步辐射光源HEPS投资48亿
新建一个SRL+FEL，暂按50亿算，实际工业用不需要研究设备，造价应该低不少。
假设可供10台EUV使用，每台平摊5亿。
简化版EUV省了光源和复杂物镜，假设单价5亿。
每台简化版EUV的成本=5亿+5亿=10亿。

再估算一下年运营成本：
假设SRL+FEL产生13.5nm EUV光源的能量转换率为0.075%，是ASML的50%
简化光刻机减少了内部光路，降低设计精度，此外增加光源厂至光刻机的传输，假设整体有效率是ASML的10%，即0.2%
综合下来，原始SRL+FEL的效率是ASML EUV的50%x10%=5%

与ASML EUV相比：
那么原来ASML光源需要200千瓦输入，SRL+FEL需要200x20=4000千瓦，增加了3800千瓦
每台光刻机每年新增电费=3800kW*24小时*300天*0.32元/度（北京工业电价）=975万元
整体拥有成本增加5亿+5亿+975万元x10年-10亿=9750万元
再考虑ASML内部复杂光源+复杂物镜的日常维护成本，怀疑简化版EUV的整体拥有成本可能更低。

与下一代ASML High NA EUV相比：
简版光刻机+SRL+FEL的整体成本不变，只是FEL从13.5nm调到8nm，单台成本还是10亿。
额外新增功率=4000千瓦 - ASML High NA的200千瓦x130% = 3740千瓦
每台光刻机每年新增电费=3740kW*24小时*300天*0.32元/度=862万元
整体拥有成本降低25亿-5亿-5亿-862万x10年=14.1亿元




附件(2.1MB) Demonstration_of_high-repetition_FEL.pdf
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FROM 123.114.90.*

支持你把这个民科做下去，
很多方向就是没人张罗， 其实就是缺人出来搞搞方案
比如那个火箭回收，
不锈钢火箭，
搁以前也是小众方向，

国家人才管理制度设计方面得赶上，
靠现在科院高校的虾兵蟹将这事儿还是有点悬，

另外那个补充一点，
这玩意儿不一定需要和fab 搞的那么近， 可能可以几个fab 共享一套。
几十公里的距离架个高速轨道， 地道。 能赶上下一步刻蚀就行了。
也可以附近只建刻蚀厂。 刻蚀完了拉回自己fab.
比如张江搞一套， 亦庄搞一套， 几个厂子共享。





【 在 Zinux 的大作中提到: 】
: 发信人: Zinux (Zinux), 信区: ITExpress
: 标  题: 外置同步辐射光源+简化光刻机的可行性及成本分析
: 发信站: 水木社区 (Fri Sep  8 22:45:29 2023), 站内
: ...................
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修改:ibm221 FROM 119.112.121.*
FROM 119.112.121.*

不需要我搞，国内已经有人在搞了
上海同步辐射光源的FengChao已经干出来8.8nm了
https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-9-7-785&id=478773

但国内问题可能还局限在一个光源支持一台机器上，造价高，还试图提高转换率
其实只要共享外置光源厂，即使现有的同步辐射光源也可以硬上，最后商用成本仍可接受
甚至比ASML更低，尤其是下一代产品

所以我建议优化还可以继续搞，但可以有波人基于上海现有同步辐射光源，加FEL搞商用

【 在 ibm221 的大作中提到: 】
: 支持你把这个民科做下去，
: 很多方向就是没人张罗， 其实就是缺人出来搞搞方案
: 比如那个火箭回收，
: ...................
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FROM 123.114.95.*

日本那边什么情况，
有内线吗？

【 在 Zinux 的大作中提到: 】
: 不需要我搞，国内已经有人在搞了
: 上海同步辐射光源的FengChao已经干出来8.8nm了
: https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-9-7-785&id=478773
: ...................


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FROM 119.112.121.*

反正我对成本估计应该没有量级的错误
随着LPP EUV方案的越来越昂贵，要么EUV，要么下一代High NA EUV的成本会被
同步辐射光源方案追平。

事实上，对很多FEL的数据估计都是按照最保守的来的
比如光源厂造价按怀柔HEPS的50亿算，实际上应远小于这数
还有才支持10台光刻机，都是很保守的
电费用的是北京工业电价0.32元，如果建在水电旁边，估计0.1元都不用
真正算细账，或许ASML EUV成本就高于SRL方案，至少对我国成立

【 在 ibm221 的大作中提到: 】
: 日本那边什么情况，
: 有内线吗？
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FROM 123.114.95.*