中國光刻機多路線發起圍攻

原標題：中國光刻機多路線發起圍攻

「即便公開圖紙，中國也造不出EUV光刻機。」

三年前ASML公司CEO這句話如一根利刺，深深刺痛了中國技術人員的心。但讓ASML沒想到的是，中國光刻機現在形成了三條路線。

在半導體領域中，荷蘭ASML是全球芯片光刻技術的領 導 者，最 先進的EUV光刻機，只有它一家能夠生產，獨 家壟斷了100%市場份額，要造7nm及以下芯片製造，都離不開它的EUV。

即便在DUV光刻機領域，ASML的ArFi和ArF這兩類光刻機的市場佔比分別達到了96.99%和80%。可以説，ASML基本壟斷EUV與中高端DUV市場。

我們知道，美方為限制中國芯片產業發展，2019年開始就禁止了EUV光刻機對中國出貨，但放行了浸潤式DUV光刻機，后來，部分最 先進的浸潤式DUV系統也遭受了限制。

7nm 如果採用DUV光刻機，技術上沒有問題，大規模生產要考慮配套的材料和良率，材料也是可以攻克的，同樣也是良率和磨合的問題，而相比較數字電路良率，模擬電路的良率是瓶頸，尤其是高速IO，對於整芯片，只要有一個模塊良率低，整體良率就被拉下來了。

因此，為提升良率，我們自主研發全新路線的光刻機以及突破EUV光刻機都是需要做的。

近日消息傳來，我國的三條路線都已經開始突圍。

首先是納米壓印光刻技術路線。這方面技術過去一直是日本佳能領 先，其最 先進的納米壓印光刻設備線寬已達14nm，對應傳統5nm製程。不過，這個紀錄被中企打破。

近日，國內企業璞璘科技自主設計研發的首臺PL-SR系列噴墨步進式納米壓印設備已經交付給國內特色工藝客户產線使用，這台納米壓印設備，線寬＜10nm ，能夠用於儲存芯片、硅基微顯、硅光及先進封裝等領域，這台設備，已經是量產的設備，不是PPT了。

其次是電子束光刻技術路線。近日，浙江大學研發團隊推出我國首臺國產商業電子束光刻機，命名為「羲之」， 精度0.6nm，線寬8nm，用電子束在芯片上刻寫電路。

這個也不是PPT，而是有了成品機，並已經進入應用測試。

不過，納米壓印和電子束這兩種都有缺點，單從精度看，納米壓印已接近 EUV 光刻機，但替代傳統光刻技術仍面臨挑戰，雖然納米壓印的成本與能耗更低，技術壁壘低，但是劣勢在於缺陷率較高，對其精度不足，生產效率與兼容性有限——ASML的EUV光刻機每小時可處理175-220片晶片，納米壓印設備不足100片。

儘管存在侷限，納米壓印在特定領域已實現應用，如存儲芯片、光學零件、LED等，這些領域對對齊精度要求較低，更看重成本與效率，其優勢可充分發揮。

而電子束光刻主要用於量子芯片和高端芯片研發，電子束光刻機的優勢是精度非常高，能夠靈活修改設計無需掩膜版，缺點是效率不高，羲之1小時最多刻1片晶圓，EUV1小時能刻100片，不適合大規模芯片量產。總的來説，我們還要繼續努力，突破國產EUV光刻機。

EUV突圍，哈工大扛大旗

這就要回到傳統光刻技術路線。去年曝光的氟化氬光刻機，193nm，套刻精度小於等於8nm，屬於DUV範疇，傳統光刻機路線是從i-line到KrF到乾式ArF，到浸潤式ArFi，再到EUV。上海微電子做出的是ArF光刻機，接下來是浸潤式DUV，然后纔到EUV，所以差距還很大。儘管如此，浸潤式DUV也不遠了。

當然了，上海微電子不是孤軍奮戰，國內相關產業鏈都在努力攻堅相關技術，對於EUV光刻機來説，光源技術是核心。2022年，哈工大科研團隊成功點亮了DPP（放電等離子體）光源樣機，一年后，原型機的研發順利完成，2024年上半年，關鍵測試已經獲得通過，半導體行業為之震動。

哈工大突破的光源技術波長是13.5納米，美國Cymer公司使用的是傳統的LPP技術，而哈工大使用是的則是DPP技術，也就是放電等離子體極紫外光刻光源，與荷蘭採用透鏡技術獲得極紫光不同，哈工大是通過粒子加速輻射取得了極紫光，這一創新性的方法展示了中國在光刻機領域的彎道超車能力與進化速度，其效率更高，難度更大，但精準度更高！

因此，雖然EUV光刻機的研發之路仍長，但哈工大的突破，無疑為中國半導體產業注入了強大的信心。

對此，有外媒直接評價道，ASML快要坐不住了！大陸是ASML重要出貨市場，如今3種路線開始圍攻，並且已取得突破進展，一旦突破EUV，芯片戰就結束了，而且中芯國際也有望在市值上追平臺積電。

而芯片不止只有光刻機一個賽道。

我們知道，在半導體產業，是低nm芯片在推動產品的換代，臺積電通過EUV光刻機將芯片工藝提高得太快，過去雖然供求矛盾並不突出，但隨着半導體制程接近物理極限，先進封裝技術成為延續摩爾定律的重要路徑。通過2.5D/3D堆疊、異構集成等方式，將兩塊甚至多塊芯片通過封裝一體化，能解決很多意想不到的問題。這次由於大陸得不到EUV，只好分出部分力量回過頭來搞封裝，一不小心，又成功了。

「當前火熱的AI芯片都需要最 先進的晶圓製造技術和最 先進的封裝技術的。未來封裝技術的重要性恐怕都要超過晶圓製造技術的重要性。」長江存儲董事長陳南翔此前表示。

當然，我們既要看到我們在光刻機領域取得的重大突破，也要理性看到，國內選擇多條光刻機研發路線去突破，本質說明了光刻機尤其是EUV研發之難。

在多年前，南開大學致知書院院長劉亞東的一個採訪中，他談到國產光刻機與國外的差距還有20年，彼時國內28nm芯片可以製造，14nm有的可以造，有的不可以，良率也比較低，無論是28nm還是14nm，在製造過程中，我們大概是使用了80%左右的國外設備。

但在今天，根據臺灣資深芯片專家的表述是，中國突破EUV光刻機時機已經成熟，臺積電芯片製造設備，力機電、聯電所擁有的矽片製造、日月光所做的封裝測試，這三個大類以及眾多小類，中國門類已經齊全，產業鏈很多公司都已經做的不錯，萬事俱備，只欠東風。

如今，在EUV光刻機的光源技術上，哈工大與國儀超精密集團共建的11億元產線已試運行，穩定輸出的30瓦功率，雖然與ASML的商用標準尚有差距，但已足夠支撐原型機通過關鍵測試。除了哈工大，清華大學薛其坤團隊探索的穩態微聚束（SSMB）光源，也有望為光刻機提供更高功率的光源，展現出顛覆性的潛力。

這些看似分散的技術突破，其實為中國半導體產業突圍構建了「組合拳」，互相支撐形成了中國半導體產業突圍的強大力量。

美西方的封鎖，未能扼殺中國的技術雄心，反而成為其加速自主創新的催化劑，每一次圍堵都激發了更強大的突破。它宣告了一個事實：在科技自主的道路上，封鎖只會讓追趕者更加堅定。我們相信，在教、研、企的緊密合作下，中國EUV光刻機突圍，或已越來越近，正如臺媒所説，萬事俱備只欠東風，我們拭目以待。