中芯国际为什么非要买7nm的EUV光刻机呢，7nm的DUV光刻机不是一样能用吗？
首先，我们得把7nm这个节点捋清楚。在半导体制造领域，纳米（nm）这个数字代表的是晶体管的最小特征尺寸。越小的特征尺寸，意味着在同等面积的芯片上可以集成越多的晶体管，从而带来更高的性能、更低的功耗，或者更小的体积。7nm是当时（大约20182019年前后，中芯国际开始着手7nm工艺研发的时期）先进逻辑芯片制造的一个重要节点。
DUV光刻机的“天花板”与7nm的挑战
DUV（深紫外）光刻机，特别是使用193nm光源的ArF浸没式光刻机，是目前最成熟、最广泛应用的光刻技术。中芯国际在2019年已经成功实现了14nm FinFET工艺的量产，并且正在积极推进12nm和7nm工艺的研发。
然而，要实现7nm工艺，仅靠DUV光刻机，特别是传统的DUV工艺，会遇到越来越大的技术瓶颈：
1. 分辨率和精度限制： 193nm的光源，即使通过浸没式技术（在镜头和晶圆之间加入液体，增加折射率，提高分辨率），其衍射极限仍然存在。对于7nm这样精细的线条，仅仅依靠193nm光源，需要非常复杂的“多重曝光”和“图案偏移”等技术来“硬扛”。
2. 多重曝光的复杂性和成本： 为了在DUV光刻机上实现7nm的精度，可能需要进行多次曝光，每一次曝光都要极其精确地对齐。例如，一个简单的逻辑门结构，可能就需要通过两次甚至三次曝光才能完成。每次多重曝光都会引入对齐误差，增加工艺步骤，降低良率，并大幅增加生产时间和成本。而且，曝光次数越多，对掩模（Mask）的要求也越高，制造成本也随之飙升。
3. 工艺窗口的缩小： 随着特征尺寸的缩小，工艺窗口（指能够稳定生产出合格芯片的工艺参数范围）会变得越来越窄。一旦参数有一点点偏差，就可能导致芯片缺陷。DUV技术在7nm节点上的多重曝光，使得工艺窗口进一步收窄，对设备精度和工艺控制的要求极高。
4. 物理限制： 即使是技术最先进的DUV设备，在193nm波长下，要实现7nm甚至更精细的特征尺寸，其分辨率的极限是非常严峻的。可能需要更多的“光学邻近效应修正”（OPC）和“掩模数据准备”（MDP）技术来补偿，这些都会增加设计和制造的难度。
EUV光刻机的“杀手级”优势
EUV（极紫外）光刻机，使用13.5nm的极紫外光源，是为解决DUV光刻机在先进节点上面临的根本性技术难题而生的。其核心优势在于：
1. 一蹴而就的“单次曝光”： EUV光源的波长远小于DUV，这意味着它能够直接、一次性地曝光7nm甚至更小尺寸的特征。这极大地简化了光刻步骤，消除了多重曝光带来的对齐误差和工艺复杂性。
2. 工艺简化的革命： 避免了DUV上的多重曝光，意味着更少的工艺步骤，更短的生产周期，更高的良率潜力，以及更低的单位成本（尤其是在大规模量产时）。
3. 更高的分辨率和更强的设计自由度： EUV能够直接刻画更精细的图案，为芯片设计师提供了更大的设计自由度，可以设计出更小、更快、更节能的晶体管。
4. 面向未来的技术： EUV是下一代半导体制造技术的“标配”。如果一个芯片制造商想在先进制程上保持竞争力，EUV是必不可少的技术。
中芯国际为何“非要”7nm EUV？
理解了DUV和EUV各自的优劣，我们就能明白中芯国际的“非要”并非空穴来风，而是基于以下几个核心原因：
1. 追赶先进工艺的战略定位： 中芯国际一直致力于追赶台积电、三星等世界顶尖的晶圆代工厂。在7nm这个节点，EUV已经成为行业的“游戏规则”。如果中芯国际仅停留在DUV的7nm（通常是指通过先进DUV技术实现的，但其工艺复杂度、良率和成本可能不如EUV），其产品在性能、功耗和成本上将难以与采用EUV制造的芯片竞争。这不仅关乎技术水平，更关乎市场份额和客户的信任。
2. 降低7nm制造成本和提高良率的现实需求： 虽然EUV光刻机本身极其昂贵（单台设备价格超过1.5亿美元），但从长期和大规模生产的角度来看，其带来的工艺简化和良率提升，可以有效降低单位晶圆的制造成本。DUV的7nm，虽然单台设备相对便宜，但复杂的掩模、更多的工艺步骤、较低的良率，在7nm这个节点上，其总体的生产成本和良率劣势会逐渐显现，最终导致竞争力下降。
3. 抓住高端客户和市场机遇： 领先的晶圆代工厂能够获得高端客户（如苹果、高通、AMD等）的订单，而这些客户往往最先采用最先进的工艺节点。如果中芯国际无法提供EUV的7nm工艺，那么它将失去为这些客户提供服务的机会，也无法进入利润丰厚的高端市场。
4. 技术演进的必然性： 每一个先进工艺节点，都伴随着光刻技术的升级。从28nm的DUV，到20nm、14nm的FinFET配合DUV，再到7nm及以下的EUV，这是行业发展的必然趋势。中芯国际作为中国大陆最先进的晶圆代工厂，必须跟上这一技术演进的步伐，否则就会被甩开。
5. 规避“技术卡脖子”的风险： 众所周知，ASML是全球唯一能够生产EUV光刻机的公司，而EUV光刻机技术又受到一些国家的出口管制。中芯国际“急切”地想要获得EUV光刻机，也是为了掌握这项核心技术，避免在关键时刻被“卡脖子”，从而能够自主地进行先进制程的生产。虽然DUV光刻机同样受到一定限制，但其成熟度和供应链相对稳定，但EUV则是未来更高级别竞争的关键。
DUV的7nm与EUV的7nm不是“一样用”
我们可以用一个比喻来理解：
DUV的7nm 就像是你要用一把精密的镊子和放大镜，非常小心翼翼地、一点一点地在纸上描绘非常细小的线条。这个过程需要极高的技巧，非常耗时，而且一旦手稍微抖一下，线条就可能出错。你可能要描绘很多遍才能达到要求。
EUV的7nm 就像是你要用一台高精度的激光打印机，一次性就能在纸上打印出完美的细小线条。虽然这台打印机非常昂贵，但它效率高、精度好，而且一次性的完成度更高。
所以，虽然从“能用”的角度看，DUV的7nm技术确实可以制造出7nm节点的产品，但其在效率、精度、良率、成本以及最终产品性能上，与EUV的7nm相比，存在着本质的区别。对于追求极致性能和市场竞争力的中芯国际来说，它“非要”EUV的7nm，是为了在最先进的赛道上拥有参与的资格，并且能够提供有竞争力的产品。
当然，获取EUV光刻机并非易事，这涉及到巨额的资金投入、复杂的安装调试、以及持续的工艺研发和人才培养。中芯国际在这一过程中所面临的挑战也是巨大的，这也是为什么“能不能买到”和“买了之后能不能用好”是大家密切关注的焦点。
网友意见
首先纠正一个常识性的错误，没有7nm的DUV光刻机，也没有7nm的EUV光刻机。
所有的DUV光刻机，用的光源都是193nm波长的ArF excimer laser，之前的一代DUV，用的光源是248nm波长的KrF excimer laser。另外，EUV光刻机的光源，是13.3nm的laser pulsed tin plasma。
DUV是deep ultra violet (深紫外光)的缩写，人的肉眼，可见光的波长大约是400-700nm，红光波长紫光波短，波长比红光波更长的是红外光(Infrared)，波长比紫光更短的是紫外光 (ultra-vilolet)，显然无论是248nm波长的KrF还是193nm的ArF，光波长度都低于紫光，都在紫外范畴，至于13.3nm的波长，那是紫外光波长范围继续细分，称之为极紫外光 ，英文extreme ultra violet，这也是EUV的由来。
为什么能用波长193nm的ArF光源，光刻出远小于波长本身的物理尺寸，比方40nm，28nm.....甚至14nm，7nm...这个就说来话长了。大阪大学的 @雨落 做了一个很好的科普，是关于光的衍射。另外，光波长和能光刻出的最小尺寸的关系，我这里还有个公式：
如果不在光学器件上做文章，193nm的ArF DUV，最小能达到的关键尺寸，其实是60+nm。那么怎么在不换光源的前提下，能把关键尺寸做的更小？
第一个革新，就是immersion，也就是浸润式光刻：纯水的折射率有1.5，在projection system的最后一个镜头和硅晶圆（wafer）之间的空间，通过独特的设计，每次曝光的时候，充纯水进去，能利用水的折射，稳定的聚光，从而把能达到的关键尺寸，缩减到40+nm，具体是40nm，还是43或者45nm，看各个不同的公司自己的工艺水准。
第二个革新，就是double/triple patterning：原本一次曝光的图形，想要做的更小，分多次曝光完成。具体一点，就是多设计几层光刻板（reticle），把关键尺寸，用光刻板不同层之间的差异来实现。这样做的麻烦之处，就在于增加光刻工艺的复杂程度，拉高了单元芯片的制造成本，以及在技术上，不同光刻层之间，对板的误差要求，会随着技术节点（technology node）的推进，而越来越高。
台积电，三星，Intel，就是用这样的办法，DUV+immersion+double/triple patterning，做到了10nm甚至7nm的关键尺寸。我们国家的中芯国际，做到了14nm。用的是同样的光刻机。
7nm往下，还要继续推进到5nm，3nm，甚至2nm，ArF 193nm的光源，真的是无能为力了。所以，需要EUV，用更短的波长去完成更小关键尺寸的光刻工艺。
中芯国际现在才做到14nm。即便给中芯国际三五十台EUV光刻机，也是没办法迅速弯道超车到5nm（3nm）。半导体技术的研发，不是仅仅依赖于那个先进的设备，同样重要的还有光刻工艺。而每一代光刻工艺（例如 14nm），是要迭代应用到下一代产品 （例如 10nm）。技术实力强的公司，或许能跳过一代技术节点做研发（但是难度非常大），可是没可能跳过两代技术节点。
所以中芯国际只买了一台EUV。价格贵（大概1.08亿美元）不是只买一台的唯一原因，而是买多了，现在真用不上。就这一台，还是着眼于两三代技术节点之后的产品研发（14nm ->10nm -> 7nm -> 5nm）。必须要用EUV的，是5nm以及以下，直到7nm，DUV都够用。台积电已经给出很好的示范了。不要提到这种问题就爱国，就沸腾，就美国掐脖子，就荷兰是帮凶....多了解一些技术背景。三星，英特尔和台积电疯抢EUV，是因为他们目前就要用。三星和台积电都已经开始攻坚3nm了。而中芯国际，在logic device领域，确实还是第二梯队的，下一代和下下代研发，都不是非EUV不可，DUV完全够用。需要多沉下心来多琢磨光刻工艺。
可喜的是，经过多年内耗，中芯国际已经走在一条正确的道路上了。
一个海沙帮的小卒，拿把屠龙刀，也无法称霸武林的。还是要有内功心法，有实战招式。
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