光刻機(jī)是芯片制造的重要設(shè)備，內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，它決定著芯片的制程工藝，是芯片生產(chǎn)中不可少的關(guān)鍵設(shè)備，而且光刻機(jī)的技術(shù)門檻極高，整個(gè)設(shè)備的不同部位采用了世界上最先進(jìn)的技術(shù)，如德國的光學(xué)設(shè)備、美國的計(jì)量設(shè)備等，可以說是“集人類智慧大成的產(chǎn)物”，被譽(yù)為半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠。

國內(nèi)外光刻機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前最先進(jìn)的是第五代EUV光刻機(jī)，采用極紫外光，可將最小工藝節(jié)點(diǎn)推進(jìn)至 7nm，由荷蘭 ASML制造。

當(dāng)前，全球最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)只有荷蘭的ASML生產(chǎn)，占據(jù)了光刻機(jī)市場(chǎng)高達(dá)80%的市場(chǎng)。Intel、臺(tái)積電、三星的光刻機(jī)都來自于與ASML。當(dāng)然，最頂尖的光刻機(jī)不是荷蘭一個(gè)公司制造的，而是集合了許多國家最先進(jìn)技術(shù)的技術(shù)支持，可以說是多個(gè)國家國家共同努力的結(jié)果，比如德國的光學(xué)鏡頭、美國的計(jì)量設(shè)備等。ASML將這些來自不同國家的3萬多個(gè)配件，分為13個(gè)系統(tǒng)，需要將誤差分散到13個(gè)系統(tǒng)，如果德國的光學(xué)設(shè)備做的不準(zhǔn)、美國的光源不準(zhǔn)，那么ASML也無法制造出精密的光刻機(jī)。

相較于荷蘭、德國、美國等這些國家，我國的芯片制造以及超精密度機(jī)械制造方面不具有優(yōu)勢(shì)，又因?yàn)椤锻呱{協(xié)定》的技術(shù)封鎖，限制了對(duì)中國出口先進(jìn)技術(shù)，上游的光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)子都是核心的設(shè)備，因此半導(dǎo)體設(shè)備的落后是制約中國半導(dǎo)體發(fā)展的一個(gè)核心因素，在高端光刻機(jī)領(lǐng)域，我國仍然是空白。

我國五大光刻機(jī)企業(yè)

那么，目前有哪些中國企業(yè)在研究光刻機(jī)？光刻機(jī)是一個(gè)高精度高復(fù)雜集百年工業(yè)制造之結(jié)晶的一種高科技產(chǎn)品，目前除了荷蘭的阿斯麥能夠批量生產(chǎn)7nm光刻機(jī)之外，基本上再?zèng)]有任何一家企業(yè)有著這樣雄厚的技術(shù)實(shí)力。我國目前也僅有五家企業(yè)在研究，并且各自有各自的領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)。

1.上海微電子裝備有限公司（SMEE）

上海微電成立于2002年3月，是我國國內(nèi)唯一能夠做光刻機(jī)的企業(yè)。上海微電已經(jīng)量產(chǎn)的光刻機(jī)中，性能最好的是SSA600/200工藝，能夠達(dá)到90nm的制程工藝，相當(dāng)于2004年奔四CPU的水平。因此，國內(nèi)晶圓廠所需要的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口。

目前，最先進(jìn)的光刻機(jī)是ASML的極紫外光刻（EUV），用于7nm、5nm光刻技術(shù)，對(duì)于EUV光刻關(guān)鍵技術(shù)，國外進(jìn)行了嚴(yán)重的技術(shù)封鎖。我國在2017年，多個(gè)科研單位合作經(jīng)過7年的潛心鉆研，突破了EUV關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)相關(guān)資料披露，計(jì)劃2030年實(shí)現(xiàn)EUV光刻機(jī)國產(chǎn)化。

上海微電子設(shè)備公司已生產(chǎn)出90納米的光刻機(jī)設(shè)備，這也是生產(chǎn)國產(chǎn)光刻機(jī)的最高技術(shù)水平，比ASML公司差不多有10年的差距。因?yàn)槲鞣絿矣泻瀰f(xié)議，芯片核心部件材料不能出口到中國，實(shí)施封鎖政策，導(dǎo)致國產(chǎn)光刻機(jī)發(fā)展緩慢，上海微電子克服困難自己生產(chǎn)這些零部件。目前生產(chǎn)出來的光刻設(shè)備已用到很多的國產(chǎn)企業(yè)中，而且國家也在對(duì)封鎖進(jìn)行聯(lián)合公關(guān)，相信不久就可以向45nm、28nm邁進(jìn)。

2.中科院光電所

中科院光電所研發(fā)出365納米波長，曝光分辨率達(dá)到22納米的光刻機(jī)，是近紫外的光線，離極紫外還有一點(diǎn)差距。光刻機(jī)的波長決定了芯片工藝的大小，波長越短，造價(jià)越高。像ASML最先進(jìn)的EUV極紫外光刻機(jī)，波長只有13.5納米，可以生產(chǎn)10nm、7nm的芯片?，F(xiàn)在一般使用的是193納米波長的光刻機(jī)，分辨率卻只有38納米，而中科院研發(fā)的光刻機(jī)采用了雙重曝光的技術(shù)，可以達(dá)到22納米。不過相關(guān)專業(yè)人士也指出，這種技術(shù)只能做短周期的點(diǎn)線光刻，無法滿足芯片的復(fù)雜圖形，后續(xù)還在不斷優(yōu)化和改進(jìn)中。

3.合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司

合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司成立與2006年4月，是國內(nèi)首家半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備制造商。該公司自主研發(fā)的ATD4000，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最高200nm的量產(chǎn)。不過按照目前最新消息其已經(jīng)申請(qǐng)破產(chǎn)清算，主要是光刻機(jī)對(duì)研發(fā)的投入資金是在太大，又沒有成熟的產(chǎn)品面向市場(chǎng)，終究難免面臨倒閉的風(fēng)險(xiǎn)。上海微電子也是通過快速占領(lǐng)光刻后道工藝技術(shù)，迅速占領(lǐng)國內(nèi)80%市場(chǎng)份額，才得以生存。

4.無錫影速半導(dǎo)體科技有限公司

無錫影速成立于2015年1月，影速公司是由中科院微電子研究所聯(lián)合業(yè)內(nèi)子資深技術(shù)團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)業(yè)基金共同發(fā)起成立的專業(yè)微電子裝備高科技企業(yè)。該公司已經(jīng)成功研制用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的激光直寫/制版光刻設(shè)備，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最高200nm的量產(chǎn)。

5.先騰光電科技有限公司

先騰光電成立于2013年4月，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最高200nm的量產(chǎn)，在2014國際半導(dǎo)體設(shè)備及材料展覽會(huì)上，先騰光電亮出了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LED光刻機(jī)生產(chǎn)技術(shù)。

以上就是目前我國曾經(jīng)或者現(xiàn)在還在研發(fā)光刻機(jī)的企業(yè)，在高端光刻機(jī)領(lǐng)域，我國的技術(shù)仍然比較薄弱，中國光刻機(jī)領(lǐng)域能拿的出手的還是只有上海微電子裝備的產(chǎn)品，但是對(duì)比世界現(xiàn)金水平，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，最先進(jìn)的光刻機(jī)已經(jīng)進(jìn)入到了7nm，5nm的階段，臺(tái)積電靠著7nm的光刻機(jī)在制造環(huán)節(jié)做的風(fēng)生水起。

中國在光刻機(jī)領(lǐng)域還是處于非常落后的狀態(tài)，單純依靠民營企業(yè)和資本，在長周期長期不盈利的情況下還是很難堅(jiān)持，最終能讓中國光刻機(jī)勝出的機(jī)會(huì)還是需要舉國體制（正如當(dāng)年韓國舉國體制支持韓國半導(dǎo)體發(fā)展），國家在背后從資金、人才、政策上權(quán)利支持才有可能趕上現(xiàn)金水平。

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