中美半导体技术突破：193nm固态激光与热力学计算架构重塑行业格局

一、中国193nm固态深紫外激光器：突破光刻技术瓶颈

中国科学院团队近期宣布成功研发193nm波长的固态深紫外（DUV）激光器，这一成果直接瞄准当前半导体制造的核心环节——光刻技术。当前商用光刻系统普遍采用氟化氩（ArF）准分子激光器，存在体积庞大、系统复杂、运维成本高的缺陷。而固态激光器通过Yb:YAG晶体放大器生成1030nm激光，再经非线性光学过程压缩至193nm波段，实现了光源结构的革命性简化。

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尽管实验装置的输出功率目前仅为70毫瓦，远低于商用系统的千瓦级水平，但其光谱纯度和稳定性已达到工业级标准。中国科学院自20世纪90年代起持续深耕深紫外激光技术，曾在2006年实现193.5nm飞秒激光输出，转换效率超过10%，并将相关技术应用于超高分辨率光电子能谱仪等前沿设备。此次突破不仅延续了技术积累，更通过材料创新与工艺优化，为下一代光刻设备提供了低成本、高可靠性的光源选择。

"193nm固态激光器的小型化特性，将显著降低光刻机的体积与能耗，尤其适用于先进封装和MEMS制造等场景。" —— 半导体行业分析师

二、美国热力学计算芯片：从噪声中挖掘计算潜力

美国初创公司Extropic推出的全球首款热力学计算芯片，Ai-Thinker代理商以颠覆性架构挑战传统冯诺依曼体系。该芯片由前Google量子团队成员Guillaume Verdon设计，通过利用热涨落（通常被视为噪声）生成可控的"概率位"（p-bit），实现高效概率模拟。与传统计算试图屏蔽热干扰不同，热力学计算反其道而行，将涨落转化为驱动力，尤其适用于人工智能、金融建模、蛋白质折叠等复杂优化问题。

该芯片基于常规硅材料制造，无需量子计算所需的超低温环境或特殊材料，显著降低了工程实现难度。Extropic计划2025年推出商用产品，目标直指NVIDIA的GPU市场。其核心优势在于：

**能效比突破**：利用热涨落的并行计算特性，能效比传统芯片提升2-3个数量级
**成本可控**：基于成熟硅工艺，制造门槛低于量子计算
**应用场景广**：在AI训练、药物研发等领域展现出独特优势

三、技术突破背后的产业逻辑

这两项创新分别代表半导体产业链的"硬制造"与"软架构"突破：

**光刻技术迭代**：193nm固态激光器若实现功率突破，将推动DUV光刻向更精密节点延伸，缓解EUV光刻机的技术垄断。中国在深紫外领域的技术积累（如棱镜耦合器件专利）已形成差异化竞争力。
**计算范式革命**：热力学计算架构绕过摩尔定律限制，为后硅基时代提供新路径。其与量子计算、光计算（如清华大学"太极"光芯片）共同构成多元化技术生态。

全球半导体产业正经历"地缘政治+技术瓶颈"的双重挑战。美国通过《芯片法案》推动本土制造，中国则加速设备国产化（如深科达分选机）。在这样的背景下，中美技术突破不仅是单纯的科研成果，更是产业链重构的关键棋子。