米国が中国の半導体崛起を阻止するためオランダASMLのEUV露光装置 装置を輸出できないようにしたところ、中国 爱晟纳 电子科技がイマージョンDUV生産を開始し、世界中の株式市場が騒然となりました。
代替露光装置とは何なのか、なぜ米国が中国への輸出を阻止したのか、その理由が気になりませんか？
いわゆる露光装置と呼ばれるEUVは半導体を生産する核心装置で、一般にシリコンウェハーに超微細回路パターンを描く核心技術です。
極紫外線露光技術で半導体に回路を描くもので、7ナノメートル以下にも適用できる技術です。
ASMLのEUV装置がない中国では高性能半導体を生み出すことが容易ではなく、かつてファーウェイが開発しているという噂もありましたが、まだ成果が出ていない最先端技術のひとつです。
特にEUVは半導体製作の核心装置ですが技術が難しく、事実上ASMLがほぼ独占しており、たとえ機械があったとしても、設置するにも莫大なノウハウが必要な装置です。
EUV（極紫外線）技術の発展段階とDUV（深紫外線）との違いについて見ていきましょう。
Table of Contents
極紫外線EUVリソグラフィ技術とは？
EUV（EXTREME ULTRAVIOLET Lightgraphy）は波長13.5ナノメートルの極紫外線を使用しますが、波長が短いほどより微細な回路パターンをウェハーに刻むことができます。EUVが登場する以前はフッ化アルゴン（ArF）露光装置を使用しており、193nmの波長の光を使用していました。
この技術の問題点は、13.5nm波長の光が自然界に存在しないため人為的に作らなければならないことで、スズ（Sn）の液滴に高出力CO2レーザーを2回照射してプラズマを発生させるLPP（Laser-Produced Plasma）方式が現在使用されている技術です。
（※スズ液滴とは、スズ金属を液体の滴にして毎秒約5万個ずつ真空チャンバー内に落下させるもので、この液滴にCO2レーザーを2回照射するとスズ原子がイオン化されながら13.5nmの極紫外線を放出します。この光を集めてウェハー露光に使用します。）
※露光（Exposure）とは、光を利用してウェハー上に回路パターンを刻む工程を指します。
ここでEUV技術が重要な理由は、露光を行う際に光の波長が長いほど回路線幅が大きくならざるを得ないためで、現代において最も先端的な技術です。参考までに、深紫外線DUVは190〜250nm波長の紫外線を使用するもので、ArF（193nm）、KrF（248nm）はいずれもDUV技術に属します。
中国ArFイマージョンDUV技術とは？
193nmの光を水中で屈折させることで従来のフッ化アルゴン方式より解像度をさらに引き上げたもので、7nm工程までもDUVで実現できる技術です。もちろん技術的にはEUVより長い波長のため、いわゆるナノ単位の微細パターンを描くには限界があり、一度に描けない微細パターンをマルチパターニングなどで迂回して最大5nm工程まで実現した実績があります。
※ここで気になる点。
それではDUV技術でEUVと同じ効果を出せるかというと、これは不可能です。サムスン電子、SKハイニックス、マイクロン、インテル、TSMCなどはすでに2〜4ナノメートルの技術を使用しており、まだDUVでは7ナノメートル以下の量産には成功していません。工程が微細化するほどマルチパターニングの段階が急増し、コストと時間の面で問題が生じます。
簡単に言えば、HBMなど最先端半導体は不可能ですが、DRAM、NANDフラッシュなどのチップを作るのには依然として使用されています。スマートフォンのAPやサーバー用CPU、GPUなどに使うには無理がありますが、一般的な汎用半導体を生産できる技術です。
※ 露光装置
EUVとDUVの違い
DUV EUV比較
DUVとEUVはリソグラフィの光の波長と工程能力において根本的に異なります。核心的な違いをまとめると以下の通りです。
波長（Wavelength）：
DUVは193nm（ArFレーザー）または248nm（KrFレーザー）の紫外線領域で、比較的長い波長を使用します。一方EUVは13.5nmの極紫外線領域で、DUVより14倍短い波長です。
解像度（Resolution）：
DUVは基本的に40nm以上の構造を作り、マルチパターニング（multiple patterning）で7nmまで可能ですが、複雑でコストが高くなります。EUVは単一露光（single exposure）で7nm以下（5nm、3nm）の構造を実現し、精密度がはるかに高いです。
光源（Light Source）：
DUVはエキシマレーザー（excimer laser）で生成され、大気中で動作可能で透過レンズを使用します。EUVはレーザー生成プラズマ（LPP）でスズプラズマから放出されますが、大気に吸収されるため真空環境と反射ミラーが必要です。
生産効率性：
DUVは成熟した技術で処理量が高く（1日2000枚以上）、コスト効率が良く10nm以上の工程に適しています。EUVは処理量が低く（1日1500枚水準）、装置と運用コストが高く、先端工程（7nm以下）に特化しています。
用途：
DUVはメモリチップ（DRAM、NAND）、中低価格ロジックチップ（28nm〜7nm）の製作に主に使用されます。EUVは高性能CPU、GPU、AIチップなど先端ロジックと最新メモリ工程に必須です。
両技術に例えるなら、DUVは「熟練した画家の筆」であるとすれば、EUVは「超精密レーザー彫刻刀」です。DUVは汎用的ですが限界があり、EUVは精密ですが高価で扱いが難しいものです。
それでは中国が半導体崛起をめぐって最も苦しんでいるEUV露光技術について少し見ていきましょう。
極紫外線EUV露光装置の歴史
EUVリソグラフィは半導体工程において先端チップ（7nm以下）を作るための核心技術で、長い期間半導体の発達と歴史をともにしてきました。
初期研究（1980年代〜1990年代）：
極紫外線EUVの概念は1980年代から議論されており、米国のローレンス・リバモア国立研究所と日本のNTTが13.5nm波長の極紫外線を活用したリソグラフィを探求しました。当時は光源（プラズマ生成）と反射光学系技術が不足しており実用化には失敗しました。
技術開発（2000年代）：
オランダASMLが2000年代初頭にEUV商用化を目標に本格的に取り組み始め、2001年にEUV LLC（インテル、モトローラなどと協力）を設立して資金と技術を集中させました。レーザー生成プラズマ（LPP）光源の開発（高出力CO2レーザーでスズ液滴をプラズマ化）と多層反射鏡（Mo/Siコーティングミラー）の設計などの革新を成し遂げ、2006年に最初のプロトタイプ（TWINSCAN NXE:3100）が登場しましたが、出力（10W）と安定性が低く量産には不十分でした。
（EUVは250W以上の高出力が必要です。）
商用化初期（2010年代）：
2010年にASMLがTWINSCAN NXE:3300を発表し、光源出力を100Wまで引き上げました。TSMCとサムスンが2015年から7nm工程テストに活用しましたが、当時の問題点としては低い処理量（1日100枚未満）、高いコスト（装置1台あたり1億5000万ドル以上）、複雑なメンテナンスとコストの問題などがありました。
量産適用（2020年代）：
2019年にNXE:3400Bが発売され、出力250W、1日1500枚の処理が可能になり、5nm、3nm工程の商用化に成功してTSMC、サムスン、インテルが本格導入しました。2023年にHigh-NA EUV（0.55 NA）の導入で2nm以下工程の可能性が開かれ、最初のシステムが量産に入りました。
EUVの現在と未来：
EUVは先端ロジックチップ（CPU、GPU）とメモリ（DRAM、NAND）の核心レイヤー製作に必須です。半導体業界において革命と言えるのがEUV露光装置で、30年以上の研究の末2020年代に入って商用化に成功しました。ASMLは2026年の年間売上高だけで450億ユーロ（約65兆ウォン前後）水準まで増加し、AI時代の一番の受益者として浮上しました。
EUVが中国を苦しめている理由は、2025年末に試作品を作ったというだけで株式市場が大混乱になったほど重要な装置で、いわゆる半導体の超格差を守る核心がまさにEUV露光装置だからです。しかし光源、レンズなどの根本的な技術においてまだ顕著な差があり、中国が総力を挙げている技術です。
ASMLのLPP方式のEUVが不可能なため、LDP（Laser-Driven-Plasma）方式とシンクロトロンベースの代替案を研究中です。特にシンクロトロンは莫大な規模の土地に巨大な規模で、装置1台に1兆ウォンを超える費用をかけてまで研究している技術です。
しかしEUV技術にも限界があり、1.4nm前後の第3世代半導体までは生産できますが、それ以降の技術については代案がない状況です。もし中国が第4世代半導体技術の研究開発に成功すれば、世界経済の歴史が覆る可能性もある重要な装置です。
それでは中国が生産を開始したという深紫外線DUV技術について見ていきましょう。
深紫外線DUV技術の発展過程
DUV露光技術はEUVより大きい193nm〜248nm波長の紫外線を使用します。EUV（極紫外線、13.5nm）より長い波長を使用するため、マルチパターニングと液浸露光技術で微細工程を実現しており、今でも最先端半導体HBMやチップなどを除いてはDUV技術を使用しています。技術発展過程を見ていきましょう。
1980年代：初期DUV導入（KrF、248nm）
1980年代、半導体微細化の要求で既存のi-line（365nm）露光の限界が露呈し、より短い波長のKrF（フッ化クリプトン、248nm）レーザーベースのDUVが導入されました。0.35μm〜0.25μm工程の実現が可能になり、この時期はまだ初期DUV装置はニコン、キヤノンなど日本企業が主導していました。DRAM、マイクロプロセッサ製造において微細化が可能になり、IoT機器の初期マイクロコントローラー（MCU）生産基盤を提供しました。
1990年代後半〜2000年代初頭：ArFと技術高度化（193nm）
1992年、サムスン電子が64M DRAMを世界初で開発することに成功した当時使用していたのがまさにKrF 248nmエキシマレーザーです。1Gb DRAMを開発するまで使用され、1990年代後半、0.18μm以下工程の需要でArF（フッ化アルゴン、193nm）レーザーが導入されました。
KrFより短い波長でより精密なパターンを実現するようになりましたが、この時期からASMLがDUV市場で頭角を現し始め、光学補正技術（例：位相シフトマスク）で解像度が向上しました。130nm〜90nm工程が実現され、IoTデバイス（センサー、低電力チップ）やスマートフォン初期チップセット製造に活用されました。
2000年代半ば：液浸露光（ArFi）イノベーション
45nm以下工程において193nm波長の限界を克服する必要があり、ASMLがレンズとウェハーの間に超純水（DIW）を満たして屈折率を高める液浸露光（ArFi）を開発しました。この時期から45nm〜28nm工程が可能になり、カールツァイスと協力した高精密レンズ技術（レンズ100個余り、2トンの重量）が導入されました。スマートフォン、IoT機器（Wi-Fiモジュール、Bluetoothチップ）製造が可能になり、効率性が増加してDUV装置が全世界を席巻しました。
2010年代：マルチパターニングとDUVの最適化
10nm以下工程においてDUV単独では限界があり、マルチパターニング（複数回露光する技術）で7nm工程まで発展しました。ASMLのTWINSCAN NXTシリーズは生産性が1日ウェハー5000枚水準まで向上し、ペリクル変形補正アルゴリズム、ウェハーサギング防止技術（間隔1.5mm）が適用されました。
現在も使用されているほとんどのDRAM技術がこの時期に完成し、IoTデバイス（5Gモジュール、スマートホームチップ）、自動車電子装置（ADASチップ）製造に必須として定着し、その後はEUVとの併用でコスト削減効果を得ました。
2020年代：EUVとの共存及び持続的発展
EUVが7nm以下の先端工程に導入されましたが、DUVは依然として非メモリ半導体とレガシー工程（28nm以上）で核心的な役割を果たしています。IoT中心の低電力チップ、電気自動車（EV）用半導体、スマートシティセンサー製造でDUV需要が持続しており、ASMLのDUV R&D投資（オーバーレイ改善、信頼性向上）も拡大しています。
ASMLのDUV装置はEUVとのクロスプラットフォーム互換性を強化しつつ、2020年基準、DUVはASML売上高の約50%を占めていました。中国の28nm DUV装置国産化の試み（SMEE）もありましたが、これまでは解像度65nm、40nm以下工程の難しさで失敗を重ねてきた技術です。
中国イマージョン深紫外線DUV露光装置生産が衝撃的な理由
米国の爱晟纳 电子科技 EUV輸出規制により、深紫外線DUV装置を利用して第3世代DDR5を生産しています。次世代である第4世代工程技術まで確保したとされていますが、サムスン電子、SKハイニックスなどが持っている第6世代とはまだ大きな技術格差があります。※
これまで知られていたところでは、中国のDUV装置技術はASMLなどグローバル先導企業と比較して最低3年以上の差があると言われていましたが、2026年についに生産に成功しました。もちろん生産に成功したとはいえ、核心部品は日本製をかなりの部分使用しており、露光装置というものが実際に現場で生産最適化過程を経るまでにはさらに1〜2年の時間が必要です。
機械があるからといってすぐに使用できるわけではなく、生産歩留まりと製造コストを合わせるためにはまだ乗り越えなければならない山が多くあります。しかし中国がDUV露光装置を自国生産できるということだけでも、これから中国半導体の崛起とともにチキンゲームは時間の問題であるという事実を気付かせてくれる出来事です。
