美国公司15年售出40套EUV光刻光源，哈工大可否与之一战？

大事记

2005年：美国公司Energetiq发表无电极DPP EUV光刻光源专利，发布首款10W EUV光源

2005年：Energetiq向美国EUV光刻机研发中心Albony实验室售出首台10W EUV光源EQ-10

2005年：哈工大的张潮海教授参与日本大学研究DPP光刻光源技术，之后发表5篇论文

2009年：Energetiq发布升级版高频10kHz EUV光源

2012年：Energetiq发布升级版20W EUV光源

2017年：日本滨松光子以4200万美元收购Energetiq

2018年：日本滨松光子宣布全球代理Energetiq的光源产品

2018年：哈工大发表综述性论文，公开其2PI立体角功率约1W的毛细管放电DPP EUV光源

2021年：Energetiq CEO宣布在全球已经销售40台DPP EUV光源。

第一章 Energetiq是什么样的企业？

Energetiq是一家做光源的美国企业，其核心技术是用激光激发热Xe离子至高温，发射宽频白光--大家知道，该技术与早期的EUV光源开发路线是一致的。

该公司的光源产品在国内有代理商，下图是该代理商发布的中文信息。

Energetiq的光源产品介绍

我们从该公司的光源介绍资料可以看到，这种激光激发光源亮度高、工作寿命长、耗材成本低，可以用于紫外-可见光谱仪、显微镜照明、高性能液体色谱(HPLC)、过程质量监测、环境分析和监控、材料表征和测试、气相测量、其他长寿命灯的应用等等。

总之，在大多数需要光源的领域Energetiq的产品都有着潜在的应用价值。

Energetiq提供的光源比传统光源亮度提升2个数量级以上

我们知道，美国的这些仪器、设备商都喜欢通过全世界的论文中使用他们的设备而做宣传。在Energetiq官网，我们同样看到自2012年至2020年，几百篇使用过他们设备的论文资料，其中不乏中国的大学和研究机构的论文。因此可见其产品在科研设备领域有着相当广泛的基础。

Energetiq官网公布的使用其设备发表的论文资料

第二章 Energetiq的EUV核心专利技术

Energetiq 公司早期开发的宽带白光光源，采用激光泵浦的方式维持等离子体放电发光，通过高压放电点燃灯泡内的氙气，使氙气温度升高电离变成等离子体，连续激光光束经过透镜聚焦进入灯泡，利用激光的能量来维持灯泡内的等离子体。

Energetiq公司的白光光源技术

2005年，Energetiq将无电极光源技术用到EUV光源，采用创新的无电极Z-Pinch技术，实现了2PI立体角10W，频率1-2kHz的EUV光源。

Energetiq的无电极Z-pinch技术

Energetiq的相关技术专利：
US 7,307,375 -- US 7,948,185 -- DE 1774838 -- DE 2187711 -- GB 1774838 -- GB 2187711 -- JP 5179175 -- KR 10-1173324
NL 1774838 -- NL 2187711 -- US 8,143,790 -- US 7,199,384 -- US 7,183,717 -- US 7,569,791 -- US 8,019,043.

Energetiq在2006年公开的专利中详细描述了其无电极EUV光源技术。不过我并没有搜索到其中国专利，还有待调查其在中国的专利布局。

Energetiq的EUV光源专利

Energetiq的Z-pinch是3束等离子体结构，也是经过工程优化而来。

Z-pinch技术是约束等离子体的一种技术，在目前的惯性约束核聚变装置中使用的也是Z-pinch。

Energetiq的Z-pinch 3束等离子设计图

Energetiq的Z-Pinch 3束等离子体EUV光源

第三章 Energetiq的EUV光源的市场渗透

由于第一代EQ-10该EUV光源良好的稳定性、纯净无碎屑污染、成本相对较低，很快便投入商业化。

Energetic第一代EUV光源资料

2005年7月，美国著名的Albany纳米实验室，也就是最早期看着EUV光刻机研究的单位，已经将Energetiq的EQ-10M用于其EUV曝光工具上。

2005年7月，Albany实验室导入Energetiq的EUV光刻光源

此后Energetiq通过升级EUV光源的频率和功率，并不断推出各种测试配套工具，不断推出新的EUV研究工具，使得EUV光源在EUV计量工具研究、光刻胶研究、光刻掩模研究等领域得到广泛的应用。

Energetiq公司的三款EUV光源产品，适合于不同的应用场景

Energetiq和合作伙伴共同开发的EUV光刻机曝光组件

截止2021年Energetiq在公开演讲中报告，目前在欧、美、日已经售出40余套的EUV光源，并且这个市场还在不断扩大。

Energetiq的EUV光源在半导体研究、制造领域的渗透

第四章 Energetiq无电极DPP技术的可能的深远影响
我相信，随着全球EUV高端光刻机的越来越广泛和普及，EUV光源的应用场景会越来越多，会直接带动2005年Energetiq这一领先技术继续收割巨大的科研仪器市场。

2020年Energetiq公开资料中关于各项实验室EUV光源特性对比

但是，故事不仅仅如此！

由于Energetiq无电极技术几乎可以任意调控波长，使得Energetiq将会在任何一个需要有扩展光源的地方不断进行产品迭代和渗透！

我们已经可以看到，Energetiq在和美国相关大学进行X射线成像应用，这个技术叫做：

微区CT！

Energetiq的客户开发微区CT技术

它是采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，对软组织进行扫描成像分析，它的分辨率高达几微米，仅次于同步加速X线成像设备水平，具有良好的“显微”作用，扫描层厚可达10 μm。

Energetiq的客户开发微区CT技术检测癌症细胞

我们可以想象，未来十年，我们的医院又将一批又一批地采购微CT设备！

而我们国家，也许只是又留下了一批批研究阿尔兹海默症、抑郁症、癌症的SCI论文！

不仅如此，可以预见的将是，在不远的将来：

我们国家几十万从事纳米材料研究的科研人员，将如同今天的冷冻电镜、扫描电镜采购一样，继续花几百万、几千万去采购微区CT技术，来研究他们改造世界的纳米技术！

而美国人，一代又一代地开发着，我们的科学家们需要的昂贵的进口设备！！！

这不，Energetiq的国内代理商开始销售这些X射线光源了。

Energetiq中国区代理商的软X射线光源的推广资料

第五章 哈工大与DPP EUV技术的渊源

我在解读光刻机系列文章里详细介绍了哈工大的毛细管放电EUV装置，这里不做赘述。

我们从技术上来看，Energetiq的无电极Z-Pinch DPP EUV技术相比于毛细管放电，有两个主要的改进：

1，放电腔体较毛细管放电要大，因此不会产生碎屑，产生的光源纯净；

2，采用3束等离子体放电，在中心点稳定释放光源，体系稳定；

因此非常适合早期的EUV光刻研究和实验室研究。

2018年哈工大综述论文中给出的毛细管放电EUV装置原理图

那么为何02专项中，哈工大为何一直坚持使用毛细管放电装置，并没有看到一些系统化的创新和优化呢？我们不得而知。

哈工大难道不知Energetiq的技术吗？当然不是！

15年前，也就是Energetiq开始出售第一代EUV光源的时候，哈尔滨工业大学曾经有一位张潮海教授，在去日本大学做博士后期间，发表了一系列的早期的Z-pinch EUV光源研究。

2006年，哈工大张潮海教授与日本合作大学发表的EUV光源论文

我们从张潮海教授2006年与日本合作大学发表的EUV光源论文来看，其报道的装置及原理和2018年哈工大的综述论文中描述的DPP光源是非常接近的。

2006年张潮海教授和日本大学合作论文中的Z-pinch EUV装置图

所以，实际上哈工大是非常早期地进入这个领域，并且在和当时日本大学的合作中，已经取得了当时比较前沿的技术。

但是很遗憾，我们并没有及时做好相关的产业化工作。

这样的故事，还会继续上演吗？

第六章 中美科技战的焦点在哪里？

中美一直在高科技领域明争暗斗。但可能我们很少能深刻地理解，其争斗的焦点。

当我们放大一项看着不起眼的DPP技术的时候，我们从与哈工大同时起步的美国Z-pinch EUV光源技术的长远的技术布局、市场布局、以及成功之路上，可以清晰地看到我们的研究和美国的研究思路的重大差异；而我们国家正是常常在这种差异中、在不知不觉中悄然竞争中将核心技术的半壁江山拱手相送。

为何？

在中国举目关注光刻机LPP光源的时候，一个小小的、看似落后的、也是20年前美国开发的DPP光源技术，将可能再次以排山倒海的架势攻占我们的科研设备行业、半导体制造行业、以及未来的医疗设备行业？

为何？

美国已经将其DPP光源卖出了40套，补充了产业链，我们还在无数地鼓吹、拍掌那些实验室里的技术参数？

论文导向和技术价值导向的区别将可能把两国的科技战带向不同的结果！

我们不应该再认真地反思我们的人才培养体系、科研支撑体系、科研评价体系、科研经费分配机制吗？

别再自嗨了！您去医院上缴的每一笔检测费，可能将来都会被拿去买美国的无电极Z-Pinch技术研发出来的医疗设备！

参考资料：

https://academic.microsoft.com/paper/2074185271/citedby/?source=bing

https://www.researchgate.net/publication/238622775_Application_of_a_high-brightness_electrodeless_Z-pinch_EUV_source_for_metrology_inspection_and_resist_development_-_art_no_61510P

https://www.energetiq.com/news-events-energetiq/energetiq-technology-introduces-high-power-high-brightness-20-watt-euv-light-source

https://www.energetiq.com/technote-understanding-radiance-brightness-irradiance-radiant-flux

https://lahat.com/wp-content/uploads/2018/11/6_the_technology_behind_a_unique-patented_electrodeless_z-pinch_euv_source1.pdf

https://www.optics.org/news/8/9/35

https://hub.hamamatsu.com/sp/hc/resources/webinars/20200714_EUV_Light_Sources_Supporting_Next-Gen_Litho.pdf