俄羅斯的光刻機往事

美國在半導體工業發展史上誕生了許多傳奇，發明了晶體管的貝爾實驗室，留下摩爾定律的戈登摩爾，創造Tick Tack模式的英特爾。與之相比，同爲冷戰一極的蘇聯則太過於默默無聞了，為人津津樂道的電子管科技最終還是被大規模集成電路拋在了身后。雖説蘇聯在大規模集成電路領域落后於時代，但還是留下了一顆火種發光發熱。

2025年，俄羅斯發佈其首臺350nm光刻機，由俄羅斯的ZNTC與白俄羅斯的Planar聯合研發。於是，我們的主角Planar登上了舞臺！

KB-TEM的Planar

Planar在中國有一個更為人所熟知的名字叫做KB-TEM，相比之下Planar這個本名反倒顯得生疏，顯得不那麼親切。

Planar隸屬於白俄羅斯的「KB-TEM」設計局（全稱「設計局-技術設備與材料」，Konstruktorskoe Buro - Tekhnicheskoe Oborudovanie i Materialy），成立於1963年，是蘇聯電子工業體系的重要組成。這一時期，公司專注於光刻設備、半導體制造技術及精密儀器的研發，服務於蘇聯的軍事和民用微電子產業，奠定了其在光刻和微納加工領域的技術基礎。

蘇聯解體后，白俄羅斯獨立，Planar經歷了所有制調整，但仍保持國有主導地位。公司依託蘇聯時期積累的技術遺產，逐步轉向市場化運營，擴展產品線至光刻機和半導體封裝設備等，並開始尋求國際合作。其技術尤其在接觸式/接近式光刻機領域具有競爭力，成為獨聯體國家半導體產業鏈的關鍵供應商。

Planar的核心優勢在於低成本、高可靠性的半導體制造設備，適用於教育、科研及中小規模生產。其設備被廣泛應用於俄羅斯、白俄羅斯的科研院所，並與中國、印度等新興市場建立合作。例如，部分中國高校和微電子企業曾引進Planar的光刻機用於研發。

作為蘇聯計劃經濟的產物，白俄羅斯作為蘇聯半導體制造技術的繼承者，使Planar在光刻技術領域積累豐厚。儘管與ASML和尼康這樣的市場化先鋒相比遜色許多，同時代的美國GCA和Perkin Elmer早已消失在了歷史長河之中。

蘇聯光刻機往事

由於技術路線的不同，蘇聯在半導體技術上的發展大大落后於同期的西方甚至同爲社會主義陣營的東德。中國早期的半導體技術也源自於東德：上世紀50年代，東德援建中國第一座電子管廠——北京電子管廠，這也是今天北京京東方的前身。

蘇聯在上世紀50年代末開始籌備建設自己的微電子工業，直到60年代中期才誕生了本土化的接觸式光刻機，但許多光學部件還需依靠東德蔡司。上世紀70年代，蘇聯第一次激發準分子激光，為后來的步進式光刻機的光源技術發展奠定了基礎。1978年蘇聯在澤列諾格勒科學中心啟動同步輻射加速器研發（后併入庫爾恰托夫研究所），用於探索極紫外（EUV）光刻光源，至今同步輻射與自由電子EUV依舊是業界所研究發展的高功率相干EUV光源技術路線。1987年列別捷夫物理研究所公佈全球領先的EUV光刻研究成果，早於美國貝爾實驗(1988年報道)。至80年代末，蘇聯科學院微結構物理研究所開發出EUV光刻所需的多層鏡製造技術，該技術后來也被ASML採用，成為EUV反射鏡與EUV光罩所使用的標準結構。

白俄羅斯在蘇聯光刻機發展乃至整個微電子工業的影響也舉足輕重，在蘇聯時期，Planar便是東歐最大的半導體設備製造商之一，長期負責光刻機精密工件台與高精度位移傳感器的開發與生產。白俄羅斯科學院及其下屬研究所參與光刻機所需光學元件的鍍膜工藝與干涉測量系統的開發，尤其在1970年代蘇聯啟動EUV基礎研究時，提供了關鍵的納米級測量與控制技術。這些機構與莫斯科的澤列諾格勒科學城（蘇聯「硅谷」）形成了「理論—工程—製造」的完整鏈條，白俄羅斯承擔了其中工程實現與精密製造的核心環節。

蘇聯解體后，光刻機產業則主要留在了白俄羅斯，除了Planar之外，也有Peleng這樣精通精密光學設計和製造的技術的企業，其通過校企聯合的方式將前蘇聯時代的技術傳承下來。值得一提的是，Peleng似乎也以充滿蘇式「技術復古」的魔幻形式與ASML合作，將白俄羅斯的光學和精密製造技術發揚光大。

光刻博物館：從接觸式到直寫光刻

光學投影光刻機的技術演進經歷了多個階段。最初，投影方式主要包括接觸式和接近式。隨后，掃描式和步進式技術相繼出現。目前，步進掃描式已成為主流。然而，Planar的光刻機並未進入這一時代，導致其在全球半導體制造技術的發展中落后。對於面臨複雜地緣政治環境的獨聯體國家來説，這種設備仍算是少數可用的「先進」選擇之一。

接近/接觸式光刻機是光學投影光刻機的鼻祖，美國GCA最早在上世紀60年代便開發和生產，於70年代開發了步進式光刻機。因此不僅是在今天，即使是在蘇聯剛解體的90年代，接近/接觸式光刻機的性能也早已無法滿足大規模集成電路生產製造的需求。但在研究院所的科研開發，MEMS製造以及封裝廠中，接近/接觸式光刻機仍然是主流的生產設備，目前熱門的SiC功率器件也有不少在使用這種光刻設備。上圖便是Planar所生產和研製的接近/接觸式光刻機。

而步進式光刻機也已經無法滿足目前超大規模集成電路製造的需求。因此這些光刻設備的配置停留在以氙汞燈為光源的技術水平，最高只能支持亞微米級的精度和分辨率。

Planar的另一大法寶是激光直寫光刻機，無需光罩，可直接根據gds設計文件輸出圖形。此類設備廣泛應用於科研和小批量芯片的生產。相比於傳統光刻設備，激光直寫光刻的市場競爭較為激烈，德國的海德堡儀器和鋭時(Raith)，奧地利的EV Group等都有對應的產品。

依靠獨立自主的技術積累，Planar背靠獨聯體國家和少量的中歐訂單在風起雲涌的技術和商業浪潮中倖存下來。因此Planar也有蘇聯光刻技術的「活化石」這一説法，可以看作是蘇聯微電子工業珍貴的物質與技術載體。隨着地緣政治環境的急劇變化，中國和俄羅斯都着力於發展獨立自主的半導體制造技術，包括自主可控的光刻機，Planar面臨的競爭將會變得異常激烈。

多面手：轉戰光罩製造

作為光刻技術的重要一環，光罩的生產也是極具挑戰的一環。Planar的光罩產品線配置也極具特色，與日本的V-Technology極為相似，都有激光直寫光刻與光學缺陷檢測技術，但在中國市場最為人所知的則都是激光缺陷修復(laser defect repair)。

兩者都使用飛秒激光對光罩上的缺陷結構進行物理燒蝕，以此實現去除多余結構的目的。而隨着時代的進步，兩者也都發展出以激光束為能量源進行化學氣相沉積(LCVD)的圖形補缺手段。儘管與離子束和電子束缺陷修復相比分辨率劣勢明顯，但激光修復的最大優勢是可以實現大面積快速修復，因此主要針對的還是i line到KrF對應的技術節點的光罩修復。國內有數家光罩廠已經引入Planar的激光修復設備，並在實際的工業生產中進行使用。

但是與V-Technology相比，Planar應對市場化競爭的能力還顯得不足。儘管Planar在近兩年都參加了上海進博會進行推廣，但產品交付和后續維保支持這樣的硬實力還是V-Technology更勝一籌。即使在光罩缺陷檢測設備的市場拓展中，V-Technology的表現也更為出彩，其不僅成功打入了原本由KLA和Lasertec所長期把持的中國大陸市場，實現了零的突破，也為下一代產品的研發做好了鋪墊。

總之，Planar作為白俄羅斯乃至蘇聯時代半導體工業最后的驕傲從未停下自己的腳步，但優秀的產品需要通過產線的考驗，Planar終究慢了一步。當半導體制造與風起雲涌的地緣政治深度交織在一起的當下，Planar最后的窗口期已到，若無法藉此機會實現產品線的全面升級，恐怕傳統的客户都會變成自己的競爭對手了。

本文來自微信公眾號「半導體行業觀察」（ID：icbank），作者：某8，36氪經授權發佈。