近日，俄羅斯將一套新型光刻系統納入國家工業資訊系統（GISP），進一步提升了其國內半導體製造能力。這套由澤列諾格勒奈米技術中心（ZNTC）研發的裝置，用於在積體電路製造過程中將設計圖案轉移到半導體晶圓上，現已被列入國家工業裝置名錄。名錄重點介紹了這套能夠實現350奈米解析度的對準和投影曝光裝置，這標誌著俄羅斯在建構自身微電子製造生態系統方面邁出了重要一步。該裝置於3月初被加入到GISP產品目錄中，表明該系統現已被正式認可為可供俄羅斯半導體行業部署的工業產品。該系統型號為RAVC.442174.002TU，是俄羅斯自主研發的光刻解決方案之一，專為生產超大規模積體電路（VLSI）而設計。光刻技術是半導體製造的核心光刻技術是半導體製造商將微觀電路圖案轉移到矽襯底上的核心工藝。該系統利用紫外光將光掩模上的圖案投射到沉積在襯底上的光敏材料上。經過曝光和後續處理步驟，該圖案最終轉化為電晶體、互連線和其他微電子元件的藍圖，這些元件共同構成積體電路。由於ZNTC設計的裝置專為投影曝光而設計，光掩模圖像並非直接貼附在晶圓上，而是通過光學方式投射到晶圓上。這種方法提高了精度，並實現了電路圖案在襯底表面的重複複製。此外，系統還會執行對準操作，以確保每一層電路相對於先前建構的層都精確定位。該儀器能夠將光掩模圖像投影轉移到半導體晶圓上，並在超大規模積體電路（VLSI）器件製造過程中，以0.35微米的設計精度將該圖案複製到晶圓上，正如產品目錄所述。這種精度表明，儘管該技術節點已不再處於當代半導體製造技術的前沿，但它仍然廣泛應用於工業電子、汽車系統、電源管理器件以及眾多嵌入式應用領域。俄羅斯研發和生產GISP產品目錄中將該裝置標註為產自俄羅斯。然而，這一標註僅基於製造商的聲明，並未對俄羅斯境內的生產本地化程度進行獨立核實。澤列諾格勒奈米技術中心是一家集研發和製造於一體的機構，是俄羅斯微電子生態系統中的關鍵組成部分。該中心位於澤列諾格勒，這座城市常被譽為俄羅斯的“矽谷”，中心致力於推進半導體技術、奈米技術器件和先進製造裝置的研發。據報導，該光刻系統將於2024年投入生產，這表明它是俄羅斯微電子製造裝置組合中相對較新的成員。由於獲取外國技術的限制日益增多，俄羅斯為減少對進口半導體裝置的依賴而採取的措施，符合該國的戰略目標。規格和技術能力該光刻裝置設計用於加工直徑達 200 毫米的半導體晶圓。這種晶圓尺寸被廣泛用作行業標準，尤其是在生產電力電子產品、微控製器、感測器和其他專用電路的工廠中。解析度在光刻裝置中至關重要，因為它決定了晶圓上可印刷的最小特徵尺寸。本例中，該系統的解析度為350奈米。這意味著它可以穩定地生成特徵尺寸約為三分之一微米的電路圖案。該裝置的工作波長約為365奈米，通常用於i線紫外光刻。儘管目前最先進的處理器是由採用更短波長（例如深紫外或極紫外）的現代半導體晶圓廠生產的，但365奈米波長範圍對於許多成熟的技術節點仍然適用。另一項關鍵指標——對準精度——確保半導體器件的每一層都與其先前圖案化的層完全對齊。據報導，ZNTC 的對準誤差約為 90 奈米。這種精度對於防止多層晶片製造過程中出現缺陷以及維持可靠的電氣連接至關重要。該儀器的工作曝光區域尺寸約為 22 毫米 x 22 毫米，能夠投射單個晶片圖案，然後通過稱為步進重複曝光的工藝在晶圓上重複這些圖案。發展合作ZNTC與白俄羅斯公司Planar合作開發了這套光刻系統。據信，該項目於2021年啟動，並在幾年後完成，是俄羅斯工業和貿易部資助的項目之一。此次合作體現了白俄羅斯和俄羅斯在微電子製造領域持續的技術合作。白俄羅斯在半導體生產裝置方面一直享有盛譽，這主要得益於其眾多源自蘇聯微電子工業的企業。該項目的目標是開發一種光刻工具，通過整合工程資源和製造經驗，使其能夠在國內使用，從而為俄羅斯晶片製造工廠提供支援。現代電子學中的應用雖然與目前用於尖端處理器的 3 奈米或 5 奈米技術相比，350 奈米工藝節點可能看起來已經過時，但它對於一系列工業應用仍然具有很高的相關性。在電力電子領域，半導體工藝通常優先考慮可靠性和耐久性而非極致小型化，用於調節和轉換各種裝置（包括工業機械和電動汽車）中的電能。此外，180奈米至500奈米的製程節點也被用於製造多種汽車微控製器、感測器和模擬元件。航空航天電子、電信基礎設施和工業控制系統通常採用類似的技術節點。這些領域追求的並非儘可能小的電晶體尺寸，而是長期可靠性、抗輻射能力和穩定的製造工藝。因此，能夠以 350 奈米尺度生產電路的國產光刻裝置可以幫助維持和擴大俄羅斯國內此類電子產品的生產。加強技術獨立性這套光刻裝置的研發和產品目錄編制是俄羅斯為提升半導體行業的技術自主性而採取的更全面舉措的一部分。過去十年間，俄羅斯從全球供應商處獲取精密半導體製造裝置的管道日益受限。光刻系統是半導體製造工廠中最複雜、最具戰略意義的裝置之一。包括ASML、尼康和佳能在內的全球領先企業生產的裝置，需要數十年的研究、精密的工程設計、專用光學元件以及極其複雜的供應鏈。即使是為成熟工藝節點研發裝置，對於那些在微電子領域追求技術自主的國家而言也是一項重大成就。國產裝置有助於維護現有生產線，並減少對進口裝置的依賴，因為這些進口裝置未來可能難以甚至無法獲得。整合到工業裝置目錄中俄羅斯國家工業資訊系統（GISP）是俄羅斯集中式平台，用於收錄可供該國製造業使用的工業產品、技術和裝置。該目錄包含ZNTC光刻裝置，使其能夠被潛在的工業客戶和政府採購項目所瞭解。國家進口替代戰略也受到這些目錄的影響。政府機構和國有企業經常使用GISP目錄為公共資助項目選擇裝置，從而為國產技術在全國工業基礎中的應用提供了途徑。因此，3月初將光刻系統納入產品目錄不僅是一個技術里程碑，也是邁向更廣泛工業部署的一步。下一發展階段儘管350奈米光刻系統是一個重要的里程碑，但研發工作已在向更先進的節點邁進。項目報告指出，下一階段的裝置研發旨在實現約130奈米的解析度。如果俄羅斯國產光刻裝置能夠達到這種解析度水平，其技術節點將更接近21世紀初全球半導體製造業廣泛採用的技術節點。儘管這些能力距離領先水平還有一段距離，但它們將極大地拓寬使用國產裝置可製造的電路種類。從技術角度來看，邁向精密光刻技術的道路依然充滿挑戰。技術的進步需要對精密對準技術、晶圓處理系統、隔振技術和光學器件進行改進。為了生成半導體器件所需的微觀圖案，所有這些元件都必須具備極高的精度。澤列諾格勒對俄羅斯微電子技術的貢獻澤列諾格勒是俄羅斯微電子產業的中心，也是澤列諾格勒奈米技術中心的所在地。這座城市在蘇聯時期就已建立，最初是作為半導體研發的專門中心，如今仍然聚集著眾多研究機構、製造工廠和設計中心。俄羅斯半導體生態系統的核心由晶片製造商、裝置開發商和研究實驗室組成，而這些機構都位於澤列諾格勒。該產業叢集內國產光刻裝置的研發，體現了該地區對俄羅斯科技發展戰略的重要意義。展望未來俄羅斯國家工業資訊系統列出了這座350奈米光刻裝置，這標誌著俄羅斯在發展自給自足的半導體產業方面又邁出了重要一步。儘管這項技術與用於高性能處理器和儲存電路的最先進製造工藝節點相比仍有差距，但它在各種工業和嵌入式電子產品的生產中發揮著至關重要的作用。俄羅斯的目標是通過自主研發和製造晶片裝置，確保能源、交通、國防和電信等關鍵行業晶片的持續生產。隨著技術發展向更先進的光刻技術邁進，ZNTC的裝置或可為未來國內生產的半導體製造裝置奠定基礎。即使在成熟節點上，國產光刻裝置的出現也凸顯了半導體技術的戰略意義以及全球為爭奪這一關鍵產業控制權而日益激烈的競爭。 (EDA365電子論壇)

2026年開春，日本產業界被一則消息炸懵了。百年光學巨頭尼康，預告2025財年預虧850億日元，創下歷史最大虧損。尼康對外解釋，虧損是3D印表機業務拖累。但明眼人都清楚，真正的癥結在光刻機業務。過去半年，尼康光刻機僅賣出9台，還全是成熟製程裝置。對比之下，荷蘭ASML的答卷格外刺眼。同期僅高端EUV光刻機就狂賣20多台，總出貨量高達160台。9對160，這不是差距，是無法踰越的鴻溝。會長馬立稔和一臉憔悴，他是公司最懂光刻機的高管。親眼見證過巔峰，再面對如今的慘淡，才最誅心。翻出舊資料，很難想像尼康曾有過那樣的輝煌。上世紀80年代，它是日本精密製造的代名詞。專業相機和半導體光刻機兩大領域，同時登頂全球。那時的尼康光刻機，精度堪稱行業標竿。有媒體形容，其精度堪比在富士山頂，命中東京街頭的縫衣針。甚至有人斷言，沒有尼康，就沒有現代半導體工業。全球晶片巨頭，都要圍著尼康轉。英特爾、IBM、德州儀器，為求一台裝置放下身段。有半導體老闆親赴工廠蹲點，預付全款求偵錯名額。當時的尼康，壟斷全球光刻機半壁江山。美國光刻機鼻祖GCA被它逼到破產。如今的巨頭ASML，彼時只是夾縫求生的小玩家。當年還是普通工程師的馬立稔和，見證了這一切。他或許從未想過，30年後自己掌舵時，尼康會跌落至此。尼康的衰敗，藏在兩次關鍵的決策失誤裡。第一個轉折點，是2002年拒絕林本堅的提議。時任台積電資深處長的林本堅，提出浸沒式光刻機構想。在鏡頭與晶圓間注水，突破193nm乾式光刻機的瓶頸。這是條成本更低、效果更好的捷徑。但尼康所有高管都反對，包括當時的技術帶頭人馬立稔和。他們覺得，把精密鏡頭泡在水裡，是對光學工程的褻瀆。更關鍵的是，尼康已在157nm乾式技術上投入7億多美金。轉向新路線，意味著前期投入全部打水漂。尼康不僅拒絕，還試圖封殺這個“異想天開”的構想。被尼康拒絕後，林本堅去了荷蘭，找到了ASML。ASML當時急需破局，果斷押注浸沒式技術。2004年，ASML浸沒式光刻機問世，橫掃全球市場。尼康引以為傲的鏡頭技術，瞬間失去優勢。高端光刻機市場的半壁江山，一夜易主。這一次失誤，成了尼康衰落的開端。如果說浸沒式是重創，EUV研發就是壓垮它的最後一根稻草。馬立稔和不甘心，立志靠EUV翻盤。他提出雄心勃勃的目標：全自研、全日本產。日本政府也全力支援，將其視為國運之戰。集結頂尖院校和企業，投入數百億日元攻關。這種封閉的“產官學”模式，看似強勢，實則埋下隱患。與此同時，ASML走了一條完全不同的路。它聯合英特爾、三星、台積電組建EUV聯盟。集結德國蔡司、美國Cymer等全球頂尖產業鏈資源。美國更是出手，將尼康排除在EUV技術聯盟之外。尼康的全自研，徹底變成了閉門造車。至2018年，投入超千億日元，只換來一台無法商用的原型機。馬立稔和最終無奈宣佈，終止EUV商業化開發。尼康徹底失去了追趕ASML的可能。2025年9月，尼康關閉了營運58年的橫濱工廠。如今的尼康，陷入了前後夾擊的困局。前方ASML絕塵而去，後方中國光刻機勢力不斷崛起。它賴以生存的中低端市場，正被逐步蠶食。70歲的馬立稔和即將卸任。從技術骨幹到公司會長，他拼盡全力，卻終究無力回天。他的離去，標誌著日本光刻機時代的落幕。 (1 ic芯網)

作者按：2月24日，據路透社報導，全球唯一的商用極紫外（EUV）光刻機製造商艾司摩爾（ASML）取得了一項關鍵技術突破：成功研發出穩定輸出1000瓦（1kW）功率的極紫外光源系統。據預測，到2030年，這項技術將使單台光刻機每小時可處理約330片晶圓，較目前的220片顯著提升50%。EUV光刻機對晶片生產至關重要。美國政府與荷蘭方面合作，阻止該裝置輸華，這促使中國加快國家層面的自主研發攻關。完整的積體電路/半導體產業鏈大致可以分為設計、製造、封裝測試、輔助材料等幾個主要環節或子鏈。晶片設計方面，中國實際上已經躋身全球第一梯隊，比如國內晶片廠商的設計能力已經達到5nm甚至更低。設計軟體方面，歐美的EDA（Electronic Design Automation）生態最好，國產EDA在性能和對先進工藝的支援上還不如國際頭部廠商，但也可以勉強滿足自己的需求。製造方面，我們主要關注的是晶圓、光刻機和刻蝕機。刻蝕機儘管距離國際領先水平有一定差距，但我們已經可以基本國產化。而高純度晶圓和光刻機，很多核心的專利技術還是受到美、歐、日等國家箝制。雖然國內某晶片大廠的晶片產能已經是全球第五，但製造裝置、原材料和輔助材料還是依賴進口。封裝測試方面，封測在晶片整個產業鏈相對簡單（注意只是“相對”），裝置更新比較慢，也是國內優先發展的方向，目前國內在封測領域處於世界領先地位，完全不弱於任何國家。國內有市佔率全球第三的封測大廠。輔助材料方面，高端光刻膠、掩膜版、塗膠顯影材料和裝置等也依賴美、日、韓三家。比如，有資料顯示，國內適用於6英吋晶圓的g/i線光刻膠自給率為20%，適用於8英吋晶圓的KrF光刻膠自給率小於5%，適用於12英吋晶圓的ArF光刻膠目前基本靠進口。本文無意於拆解整個半導體產業鏈，主要想粗略介紹一下光刻機。因為前道晶片製造用的光刻機，是整個積體電路產業鏈最複雜的裝置，被稱為“工業皇冠上的明珠”，僅光刻機一類裝置，即可自成產業鏈。必須申明的是：作者本身為經濟學專業，撰寫本文僅出於對光刻機的興趣，希望能為非半導體專業的人士提供一點點資訊增量。文中難免有疏漏或者錯誤，歡迎讀者批評指正。本文參考資料，詳見文末。以下為正文：1946年2月14日，美國賓夕法尼亞大學研製了全球第一台基於電子管的電腦，佔地170平方米，重達30噸，有17468個電子三極體、7200個電子二極體、70000個電阻、10000個電容器、1500個繼電器、6000多個開關。電晶體是作為電子管的取代品而出現的。電晶體使用矽、鍺、氮化鎵和碳化矽等半導體材料製成，可以簡單理解為一種利用電訊號控制開合的微型開關，其開關速度非常快，超過1000億次/秒。矽、鍺等本身是絕緣體，但當加入某些材料並施加電場時，就會變得導電。比如，將四價矽摻雜加入少量三價硼和五價磷做出PN接面（電晶體工作的基本結構），再加上金屬氧化物做個控制門，就能做成某類電晶體。海量電晶體密集排列，按特定設計互相連接，就是晶片。比如，12吋晶圓的直徑是約300毫米，面積是70659平方毫米。先進晶片的電晶體密度能達到1平方毫米1億個，整個晶片有上百億個電晶體。摩爾定律的本質目標就是在單位面積的晶片上容納更多的電晶體，從而實現更強大的運算性能。晶片的整個製造流程可以分解為晶圓製造、積體電路設計、晶片製造和晶片封測四個環節。沙子被提純成高純度矽，冷卻後成為矽錠，然後切片、清洗、拋光成矽晶圓（wafer）。在晶圓上沉積（半）導體或隔離材料薄膜（光刻膠），然後通過特定波長的光照射，將掩膜版上的積體電路圖形轉移到矽片的光刻膠層，然後再通過刻蝕把圖形轉移到襯底上，做出裸晶片（die）——這個過程被稱為“光刻”。再對die進行加蓋、加引腳、封裝、測試——這幾步的難度相對較低。實際上整個光刻過程，總共需要經歷沉積、旋轉塗膠、軟烘、對準與曝光、後烘、顯影、堅膜烘焙、顯影檢測等8道工序。具體來說，第一步需要進行清洗、脫水和矽片表面成底膜處理，以便增強矽片和光刻膠之間的粘附性（氣相成底膜技術）。成底膜處理後，通過旋轉塗膠的方法塗上光刻膠材料。塗膠後進行軟烘，用以去除光刻膠中的溶劑。將掩膜版和矽片精確對準，然後進行曝光處理。曝光後需要對矽片再次烘焙，這樣做可以使之後的化學反應更加充分，從而提高顯影后的圖形尺寸和解析度。通過旋轉、噴霧、浸潤等方式，利用化學顯影劑溶解光刻膠上的可溶解區（一般是曝光環節中被光照射過的區域），將電路圖形留在矽片表面，即顯影——這一步非常關鍵。顯影后通過熱烘揮發掉存留的光刻膠溶劑，提高光刻膠對矽片表面的粘附性（堅膜烘焙）。檢查顯影后的電路圖是否完美無缺。檢測合格後繼續進行刻蝕、離子注入、去膠等步驟，並視需要重複光刻步驟，最終建立晶片的“摩天大樓”。晶片製造屬於半導體製造的前道工藝，對應的半導體製造裝置（前道裝置）主要有光刻機、刻蝕機、薄膜沉積裝置、離子注入機、CMP裝置、清洗機、前道檢測裝置和氧化退火裝置，覆蓋從光片到晶圓的成百上千道工序，直接決定了晶片製造工藝的質量。晶片封裝和測試是後道工藝，對應的後道裝置主要分為測試裝置和封裝裝置。實際上，光刻機可以分為前道光刻機和後道光刻機。前道光刻機用於晶片的製造，曝光工藝極其複雜，後道光刻機主要用於封裝測試，實現高性能的先進封裝，技術難度相對較小。從晶圓製造廠資本開支來看，積體電路製造裝置投資一般佔積體電路製造領域資本性支出的70%～80%，且隨著工藝製程的提升，裝置投資佔比也將相應提高。典型的積體電路製造裝置投資中，氧化爐、塗膠顯影機、光刻機、刻蝕機、薄膜沉積裝置、離子注入裝置、測試裝置、拋光裝置、清洗裝置等前道工藝裝置投資額佔比較高（80%），後道工藝的封裝測試裝置投資額佔比為20%。其中，光刻機佔前道裝置投資的23%左右，是整個半導體產業鏈最昂貴的單體裝置。如果考慮到光刻工藝步驟中的光刻膠、光刻氣體、掩膜版、塗膠顯影裝置等諸多配套設施和材料投資，整個光刻工藝佔晶片成本的30%左右。隨著晶片技術的發展，重複步驟數增多，先進晶片需要進行20～30次光刻，光刻工藝的耗時可以佔到整個晶圓製造時間的40%～50%。目前，全球的光刻機市場被荷蘭艾司摩爾（ASML）、日本佳能（Canon）和尼康（Nikon）三大巨頭壟斷。ASML是絕對的龍頭，市佔率超過60%，在當前最主流的DUV浸入式光刻機市場佔據了最大的份額，同時獨家壟斷了頂級的EUV光刻機市場。尼康在中高端光刻機也有一定市佔，佳能則集中在低端區域。2024年，ASML、Nikon、Canon的光刻機出貨達683台，銷售金額約264億美元。EUV、ArFi、ArF三個高端機型共出貨212台，其中ASML佔比90%以上(201台）。光刻機是半導體裝置中最昂貴、最關鍵但也是國產化率最低的環節。按照光源劃分，市面上主流的光刻機可分為g-line、i-line、KrF、ArF、EUV五種，其中g-line逐漸走向邊緣。國產光刻機主要集中在90nm製程的單工件台幹式DUV（KrF、ArF）光刻機，且主要用於晶片的後道封測。光刻產業鏈的高度複雜性主要體現在兩點——一是作為光刻核心裝置的光刻機元件複雜，包括光源系統、照明系統、物鏡系統、浸入式系統、雙工件台等在內的元件技術全球只有極少數幾家公司能夠掌握。ASML也不是一家就能造EUV，需要多家頂尖企業相互配合才可以完成。二是與光刻機配套的光刻膠、光刻氣體、掩膜版等半導體材料和塗膠顯影裝置等同樣要求很高的技術含量。比如，寬譜g/i/h線光刻膠基本完成國產替代，但高端KrF、ArF和EUV光刻膠基本被美國和日本的企業壟斷，韓國企業佔一點比重，中國大陸基本依靠進口。01. 瑞利準則：光刻的基礎物理原理光刻的過程是特定波長的光線穿過光掩膜版再通過透鏡，將掩膜版上的積體電路圖形成像到晶圓表面。我們知道，光在均勻介質中直線傳播，所以理想的成像系統，點光源通過透鏡後所成的像依然是一個完美的點。但實際的光學系統中的透鏡具有一定的孔徑，光穿過透鏡後會發生衍射，因此所成的像並不是一個點，而是一個“艾裡斑”，能夠區分兩個光斑的最小距離，就是解析度。解析度在晶片製造中體現為投影光學系統在晶圓上可實現的最小線寬。由於晶片越做越小，晶片上整合的電晶體越來越多，元件線路越來越密集，因此，光刻機需要達到更高的解析度。光刻解析度是光刻曝光系統最重要的技術指標，由光源波長、數值孔徑、光刻工藝因子決定，即瑞利準則（也稱為瑞利第一公式）。瑞利準則指衍射極限系統中的解析度極限。可以用以下公式表示：CD=k1•λ/NA其中，CD（Critical Dimension）表示積體電路製程中的特徵尺寸，即解析度，λ為光源波長，NA（Numerical Aperture）是光學器件的數值孔徑。k1為光刻工藝和材料相關的常數因子。艾司摩爾（ASML）認為，單次曝光中k1的物理極限為0.25。但通過組合使用計算光刻、多重圖形等解析度增強技術，光刻工藝因子已突破其理論極限0.25。數值孔徑的計算公式為：NA=n*sinα指透鏡與晶圓之間介質的折射率（n）和半孔徑角（α）的正弦乘積。孔徑角（2α）是指透鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度，它定義了可以收集多少光。在其他條件一定的情況下，更大的透鏡直徑允許更大的入射角，從而增加數值孔徑。因此，光刻機的透鏡最好在工藝能力允許的前提下儘可能做大一些。孔徑角與透鏡的有效直徑成正比，但與焦深（DoF）成反比。在光刻中，在透鏡的焦點周圍會有一個範圍，在這個範圍內的光刻膠能夠清晰地曝光，如果超出這個範圍，曝光的圖像就會模糊，導致圖案轉移不均勻。DoF是指在保持曝光成像質量的前提下，晶圓表面可以上下移動的距離，可以通俗理解為光刻的深度。焦深越大，層間誤差越小。焦深的計算公式（也稱為瑞利第二公式）為：顯然，焦深也限制了NA的無限擴大。因此，在光源波長一定的情況下，可以通過增大數值孔徑減小解析度，但需要和DoF折中考慮。02. 技術演進：追尋光刻的最優參數瑞利準則決定光刻機的技術路線有三個主要的突破方向：縮短光源波長，增大數值孔徑，降低工藝因子。對這三方面技術的突破，對應了光刻機的迭代。（一）縮短光源波長光源波長方面，主要經歷了g-line，i-line，KrF，ArF，（F2），EUV五種，波長由436nm縮短至13.5nm，對應的晶片製程從800nm縮短至3nm。一代和二代光刻機的光源來自高壓汞燈，對應製程主要集中在0.8μm-0.25μm，即800-251nm（註：1μm=1000nm）。高壓汞燈是一種氣體放電的電光源，橄欖型燈泡內密封有一個放電管、兩個金屬電極，並充有汞和氬氣。汞燈工作時，初始啟動時是低壓汞蒸氣和氬氣放電，放電產生的熱量使得汞蒸氣升壓，電弧收縮，高壓汞蒸氣產生電離激發，汞原子最外層的電子、原子和離子間產生碰撞而發光。高壓汞燈光線的主要輻射範圍為254-579nm譜線。365nm和436nm光源分別是高壓汞燈中能量最高，波長最短的兩個譜線。使用濾波器可以把紫外光i-line（365nm）或g-line（436nm）分離出來，作為第一、二代光刻機的光源。三代和四代光刻機的光源主要是KrF（248nm）和ArF（193nm）准分子雷射器，對應製程在65nm-350nm。准分子雷射技術始於上世紀60年代，光源工作介質一般為稀有氣體及鹵素氣體，並充入惰性氣體作為緩衝劑，工作氣體受到放電激勵，在激發態形成短暫存在的“准分子”，准分子產生輻射躍遷，形成紫外雷射輸出。不同的介質氣體產生Kr2/Ar2/XeF/KrF/ArF/XeCl等雷射輻射。氟化氪（KrF）、氟化氬（ArF）准分子雷射器由於在輸出能量、波長、線寬、穩定性等方面的優勢，成為最重要的紫外和深紫外波段的雷射光源，被用於光刻領域。目前使用最廣泛的深紫外光刻機（Deep Ultraviolet Lithography，DUV）一般採用ArF光源，加入浸入式技術的光刻機被稱為ArFi光刻機（多出的這個i代表加入了浸入式技術），加入浸入式技術並通過多重曝光技術最高可以實現7nm製程。第五代也是最新一代光刻機的光源為EUV（13.5nm），極紫外光（Extreme Ultraviolet Lithography，EUV）本質不是雷射，而是電漿體輻射光源（LPP），但其產生過程需要使用高功率雷射器轟擊金屬錫（Sn）。EUV光刻機對應製程為1-7nm，ASML是目前全球唯一的EUV光刻機供應商。目前已知有4種方案可以獲得EUV光源，分別是雷射激發電漿體技術（LPP）、氣體放電電漿技術（DPP）、雷射輔助放電技術（LDP）、穩態微聚束技術（SSMB）。全球只有ASML子公司Cymer和日本Gigaphoton兩家企業可以生產EUV光源（但這兩家企業也需要其它企業提供核心部件），使用的都是主流的LPP技術。LPP技術是使用20kW以上的高功率二氧化碳（CO2）雷射器在真空腔內連續兩次精準轟擊從發生器中以每秒5萬次的頻率被噴射出來直徑20μm的高純度Sn靶。第一次轟擊使用低強度的預脈衝撞擊圓形錫滴使其膨脹，變成薄餅型。由於薄餅錫受光面積大，光強增大。然後第二次高強度的主脈衝以全功率撞擊薄餅錫，錫原子被電離，產生高溫、高密度的電漿體雲，就在這團電漿體冷卻衰變的極短瞬間，錫離子會釋放出波長為13.5奈米的極紫外光子。收集鏡捕獲電漿體發出的EUV輻射（13.5nm），將其集中起來傳遞至曝光系統。現存商用型EUV光刻機的極紫外光源在600w左右，但是由於轉化效率低，最終只有2%～4%最終轉化為有用的13.5nm EUV光，其餘能量即為廢熱。如果要提升功率，則需要在單位時間內提升高純度Sn的噴射速度和雷射命中次數。文章開頭提到的ASML此次的技術創新，實際上就是實現了在Sn滴噴射頻率倍增（10萬次）的情況下，通過重構雷射脈衝策略保證命中精準率，進而提高EUV光源功率。這實際上是一個非常複雜的系統性工程，涉及在極高頻率下保持錫滴大小、位置和速度的極度均一、熱管理、錫碎片的清理以及光學元件的保護等等。從瑞利準則可以推斷，縮短光源波長是提高解析度最直接的方法，但光源發展到ArF（193nm）時，光源迭代速度放緩，ASML、Canon、Nikon等巨頭開始將目光轉向提高數值孔徑，並出現了F2（光源演進）與ArF+immersion（增大NA）的路線之爭。（二）增大數值孔徑數值孔徑方面，當物鏡直徑面臨瓶頸時，採用非球面元件、浸沒式裝置、引入反射元件減小折射角度，也可以進一步增大數值孔徑（NA）。光刻技術經過了接觸式、接近式、投影式三次迭代。20世紀60年代的接觸式光刻技術適用於小規模積體電路（解析度在亞微米級），單次曝光整個襯底，且接觸式光刻的掩膜版與晶圓表面直接接觸，很容易產生劃痕，降低晶圓良率和掩膜版的使用壽命。為解決上述問題，20世紀70年代產生了接近式光刻技術，晶圓和掩膜版之間留有間隙且以氮氣填充。雖然解決了劃痕的問題，但光由玻璃介質進入氣體介質，會發生衍射。衍射效應改變了光的角度，限制了解析度極限（2μm）。另外，對於接觸式和接近式光刻技術，掩膜版圖形和晶圓尺寸是1:1的關係，限制了線寬。20世紀70年代中後期，出現了投影式光刻技術。投影式光刻可以借助物鏡投影成像，縮小投影尺寸，進一步提高解析度。但投影式光刻依然面臨衍射效應，線寬越低，受衍射效應影響越大。因此，需要增大投影物鏡直徑來提升入射角（α），從而擴大數值孔徑（NA）來接受更多的光。但當線寬小於65nm時，物鏡直徑已經增大到導致物鏡內聚焦的光角度越來越大，再經過折射效應（n），射出投影物鏡的光角度接近水平，無法在晶圓表面成像。引入非球面結構後，在不改變物鏡口徑的情況下改變了折射角度，將NA提升至0.9，接近（乾式光刻的）物理極限。此時，Nikon選擇著重攻克波長更短的F2（157nm）光源，但透鏡材料僅能用氟化鈣（CaF2），光刻膠也需要重新研製，研發成本和產業換代應用的成本都很高。ASML則採用台積電（研發副總林本堅）的建議：放棄突破157nm，退回到技術成熟的ArF（193nm）光源，在投影物鏡和晶圓間加純水，從而增大介質折射率，由於水對193nm光的折射率高達1.44（空氣=1），那麼波長可縮短為193/1.44=134nm＜F2（157nm），NA值達到1.07。此後又進一步引入反射鏡，採用折反式光學系統，配合浸沒式，將NA提升到1.35（極限值）。所以，增大NA的技術路徑發展趨勢為（乾式）球面鏡、非球面鏡、（浸沒式）非球面鏡、折返式。浸入式技術原理雖然看起來簡單易懂，但從理論構思到工業應用，需要攻克氣泡消除、水漬控制、水溫溫控、光刻膠設計等技術難關，需要深厚的流體動力學技術積累，對顆粒、溶解氧、溫度、離子等進行控制，保證水質、溫度和壓力。Nikon光刻機主要集中於DUV光刻機（乾式和浸入式），也是全球除了ASML以外唯一能生產浸入式光刻機的廠商。當然，按照數值孔徑的計算公式（NA=n*sinα），理論上通過研究新的光學材料和浸沒液可以通過改變折射率和入射角進一步提高NA，但深紫外光和極紫外光的波長太短且光子能量很高，很容易被光學材料和浸入液吸收，可用作透鏡的材料有限，當前的方案主要有熔融石英（Fused silica）和氟化鈣（CaF2），熔融石英技術成熟且熱膨脹係數低，是DUV的首選，CaF2加工難度大、成本高，但會在鏡頭特定位置加入CaF2校正系統色差。（三）降低工藝因子ASML原來認為單次曝光中k1的物理極限為0.25。但通過組合使用計算光刻、離軸照明、相移掩膜等解析度增強技術（RET），k1已突破0.25。衍射效應導致成像模糊，如果想要得到清晰的電路，就需要對光路上的組成部分做修改，因此，掩膜版圖形與晶片上最終成型的電晶體、器件、互聯線路圖形並非一一對應。比如，光刻一個簡單的“十”字，掩膜版的圖形可能複雜到像人類大腦的剖面圖。沒有強大的計算光刻能力，很難實現這樣複雜的掩範本設計。通過改進光源系統和掩膜圖形，儘可能消除圖像失真，進而提高解析度的過程，就是計算光刻。常見的計算光刻技術包括光學鄰近效應修正（OPC）、亞解析度輔助（SRAF）、光源－掩膜協同最佳化技術（SMO）、多重圖形技術（MPT）、反演光刻技術（ILT）等，涉及電磁物理、光化學、計算幾何、迭代最佳化和分散式運算等複雜計算。在2023年開發者大會上（GPU Technology Conference, GTC）上，輝達（NVIDIA）、台積電（TSMC）、艾司摩爾和新思科技（Synopsys）聯合宣佈，完成全新的人工智慧（AI）加速計算光刻技術軟體庫cuLitho。cuLitho的核心是一組平行演算法，計算光刻工藝的所有部分都可以平行運行。已知軟體庫中有多項用於實現不同功能的技術，如cuDOP用於衍射光學，cuCompGeo用於計算幾何，cuOASIS用於最佳化，cuHierarchy用於AI。輝達稱，基於GPU的cuLitho計算光刻技術，其性能比當前光刻技術工藝提高了40倍以上，原來需要4萬個CPU系統才能完成的工作，現在僅需用500個GPU（NVIDIA DGX H100）系統即可完成，使用cuLitho的晶圓廠每天的光掩模產量可增加3-5倍，而耗電量可以比當前配置降低9倍。從長遠來看，cuLitho將帶來更好的設計規則、更高的密度和產量，以及AI驅動的光刻技術，不僅使晶圓廠能夠提高產量、減少碳足跡，還能為2nm及更高工藝的High-NA EUV光刻工藝奠定基礎。有意思的是，晶片是人工智慧的算力底座，如今，AI技術又被應用在晶片設計中，反過來促進了算力水平的提升。除計算光刻外，離軸照明技術（OAI）通過採用特殊光源將正入射光轉換為斜入射光，使得同等數值孔徑可以容納更多的高階光，從而曝光更小尺寸結構以提高解析度。當兩個光源進行成像時會在重合部分產生干涉效應，使光強增大，導致兩個光源不能有效地區分開，相移掩膜技術（PSM）通過改變掩膜結構對其中一個光源進行180度相移，兩處光源產生的光會產生相位相消，光強相消，可以區分開兩個光源，從而提高解析度。上述三個方向的技術演進，一直支撐著光刻機的代際迭代。目前佔據市場主流的依然是DUV光刻機，浸入式DUV光刻機的單次曝光主要生產28nm及以上製程的晶片，ArFi+雙重曝光可以生產22/20/16/14nm，多重曝光可以生產7nm甚至5nm製程。但當製程微縮至10nm及以下時，多重曝光大幅增加了光刻、刻蝕、沉積等工藝的複雜度，也帶來良率損失的風險，使得晶圓光刻成本增加2-3倍。實際上，在22nm節點之後，DUV已經很難再實現最佳化，只能重新開發新的極紫外光源（13.5nm）。而隨著EUV光刻機的出現，晶片製程最小可以達到3nm。下一代光刻機又回到了提升數值孔徑的路線，標準的EUV光刻機的數值孔徑是0.33。目前ASML正在研發High-NA EUV光刻機（Twinscan NXE:5000/5200）的數值孔徑為0.55，製程可達2nm、1.8nm，在解析度和套刻精度上的性能表現將比目前的EUV系統高70%，即將量產。雖然業界已經在討論超數值孔徑（Hyper-NA，NA>0.7）的EUV光刻機，但技術難度和製造成本都將極高，產業化的可能性不大。03. 結構拆解：ASML的EUV光刻機ASML是全球唯一能夠生產EUV光刻機的公司，通過對ASML的EUV光刻機進行粗略的拆解，可以直觀呈現光刻機的模組構成進而透視其技術難點。EUV光刻機共有約10萬個零件，重達180噸，包含晶圓輸運系統、雙工作台、掩膜版輸運系統、系統測量與校正系統、曝光系統、浸沒系統、物鏡系統、光源系統、光柵系統、減震系統等十幾個模組。從技術原理來看，光刻機的三大核心，分別是光源系統、物鏡系統、雙工作台。值得申明的是，EUV整機的10萬個零部件由分佈在全球的5000多家供應商提供，其中約90%的關鍵裝置來自外國而非荷蘭本土，ASML實質上只負責光刻機設計與模組整合。（一）光源系統深紫外光是准分子光源，由雷射器產生，極紫外光本質是電漿體輻射光源，不能由准分子雷射器產生。ASML採用的是主流的雷射激發電漿體（LPP）技術，即由高能雷射兩次精準轟擊Sn靶激發高強度的電漿體，收集並捕獲電漿體發出的13.5nm EUV輻射，將其集中起來傳遞至曝光系統。所以，EUV光源系統由光的產生、光的收集和傳輸、光譜的純化與均勻化三大單元組成。第一個技術難點是製造高功率光源。極紫外光刻需要光源功率至少達到250w，倒推雷射器的激發功率要達到20kW以上。目前能提供EUV光源的僅有ASML子公司Cymer和日本Gigaphoton，二者均使用基於電調製種子源加多級功率放大器的納秒脈衝光纖雷射器（Master Oscillator Power-Amplifier, MOPA）和預脈衝相結合的方案轟擊Sn靶。Cymer使用通快雷射放大器，Gigaphoton使用三菱電機生產的放大器，結構和原理類似。與傳統的固體和氣體雷射器相比，光纖雷射器的轉換效率更高，結構簡單，光束質量高（有助於降低衍射效應），體積小，散熱效果更好，使用壽命更長等特點。第二個技術難點在於光的收集和均化。首先，EUV的波長為13.5nm，很容易被包括鏡頭玻璃在內的材料吸收，所以需要使用反射鏡來代替透鏡。普通打磨鏡面的反射率不夠高，必須使用布拉格反射器（Bragg Reflector），它是一種複式鏡面設計，可以將多層的反射集中成單一反射。其次，空氣也會吸收EUV並影響折射率，所以光路通過的腔體必須是真空狀態。最後，保證解析度還需要對光進行均勻化。ASML採用的是FlexRay照明器，由能量均衡元件、光束分割元件、微反射鏡陣列和傅里葉變換鏡組組成，本質上是一個微光機電系統（Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems, MOEMS），核心器件是一組（64×64個）場鏡和光瞳鏡，均為可轉動的微反射鏡陣列（MMA），通過改變每一個反射鏡的角位置改變照明光瞳，最後出來的光就被均勻化了。照明系統共約1.5萬個元件，重1.5噸。第三個技術難點在於光源的穩定傳輸。使雷射束以極大功率穩定傳輸的照明系統非常複雜。以通快（TRUMPF）的雷射器為例，核心元件有高功率種子模組、由4—5個諧振腔組成的高功率放大鏈路、光束傳輸系統和光學平台。放大器將幾瓦的CO2雷射脈衝連續放大10000倍以上，達到40kW。從種子光發生器到Sn靶的整個照明系統有500多米的光路，對所有零部件的要求都非常苛刻。另外，EUV在照明系統中的每一次反射都會損失約三成能量，經過反射鏡陣列，最後到達晶圓的光線大概只能剩下2%左右。反射過程中被吸收的能量也必須用大功率散熱系統進行冷卻。光源的穩定性和聚光元件的保護也是巨大的挑戰，因為用於激發的雷射器本身存在抖動，雷射與電漿體作用時產生的污染將會對光源聚光元件造成影響和破壞。（二）物鏡系統EUV從光源系統發出後，首先進入照明系統，最佳化光束，接著光穿過掩範本，再經過投影物鏡，將掩範本上圖案聚焦成像在晶圓表面的光刻膠上。在早期的低解析度光刻機中，物鏡結構有全反射型、全折射型、折反射型、透射型等多種結構。由於EUV波長短、穿透性強，DUV所用的透射式系統無法使極紫外線偏折，故而物鏡系統中只能使用全反射的投影系統。全反射系統設計要求光束相互避讓，誤差容忍度低，對光學元件加工的要求極高，其性能的高低直接決定了光刻機的解析度和套刻精度。2010年，ZEISS研發出全球第一套EUV光學系統，2012年量產。最新一代EUV光刻機投影物鏡約有2萬個元件，重2噸。ZEISS是ASML光刻機所用透鏡、反射鏡、照明器、收集器和其他關鍵光學元件的全球唯一供應商。第一個技術難點是原子級的平整度。EUV光刻機的反射鏡最大直徑1.2米，面形精度峰谷值0.12奈米，表面粗糙度20皮米（0.02奈米），這意味著如果把鏡片放大到德國那麼大，表面粗糙度也只有0.2毫米。第二個技術難點是多層鍍膜工藝。由於EUV能量很高，會引起反射鏡表面的化學反應和損傷。所以，反射鏡需要高度純淨的材料和多層表面鍍膜，EUV物鏡的鍍膜由鉬和矽的交替奈米層製作，最高達100層，且多層膜厚度誤差在0.025奈米（原子等級）。鍍膜工藝由蔡司（ZEISS）與弗朗霍夫應用光學與精密工程研究所（Fraunhofer IOF）共同研發。第三個技術難點是真空潔淨度要求。由於絕對的平整度要求，任何環境中的微小顆粒都會對工藝質量造成極大破壞，所以整套系統要求極高的真空潔淨度，蔡司（ZEISS）位於奧伯科亨（Oberkochen）的總部實驗室能達到該要求。第四個技術難點是浸入式技術。EUV目前主要採用局部浸入式，即在投影物鏡最後一個透鏡的下表面與光刻膠之間充滿高折射率的液體（純水），並保證水隨著光刻機在晶圓表面做掃描運動，其好處是對系統的改造小，工件台與乾式系統相同，並可以保留原有的對準系統和調平調焦系統。不過，仍需要克服浸潤液氣泡、鏡頭表面腐蝕、套刻精度受限等技術難題。目前只有ASML和尼康兩家公司掌握浸入式技術。此前EUV光刻機的上市時間不斷被延後，主要有兩大方面的原因，一是所需的光源功率遲遲無法達到250w的工作功率需求；二是光學透鏡、反射鏡系統對於光學精度的要求極高，生產難度極大。物鏡的製作不僅需要採用精度最高的打磨機和最細的鏡頭磨料，還需要頂級的“技術工人”。在光學鏡頭的生產工序中，僅光學表面成形拋光技術（Computer Controlled Optical Surface, CCOS）就有小磨頭拋光、應力盤拋光、磁流變拋光、離子束拋光等高難度的超精密工序。高端光刻機整機價格超過3億美元，鏡頭的價值接近0.6億，成本佔比相當大。上述兩方面的原因甚至使得ASML難以獨立支撐龐大的研發費用支出，不得不在2012年向三星、台積電、英特爾聯合體出售23%的股權，融資支援EUV光刻機的研發，並約定上述三家擁有優先供貨權。此後，ASML收購了全球領先的准分子雷射器供應商Cymer，並以10億歐元現金入股光學系統供應商ZEISS，加速EUV光源和光學系統的研發處理程序，這兩次併購也是促成EUV光刻機研發成功的重要原因。（三）雙工件台工件台是承載晶圓的平台，也被稱為承片台，由吸盤模組、驅動模組、導向模組、位置測量模組和運動控制模組組成。承片台上有真空吸盤用於固定矽片，宏動模組是承載微動模組的運動裝置，主要完成長行程運動，微動模組實現奈米精度的運動，共同完成矽片的定位和傳輸，超精密位移測量系統負責即時高精度位置測量和反饋。早期的工件台為單工件台形式，單個工件台串聯執行上下片、測量、對準和曝光等工序，產出效率較低。而2000年，ASML的雙工件台（TWINSCAN）推向市場，採用“直線電機+氣浮導軌+雷射干涉儀”的方案。雙工件台的基本運行原理是兩個工件台聯動運行，當位於曝光工位的工件台做曝光時，位於測量工位的工件台提前完成上片、對準、三維形貌測量等工序，之後兩個工件台互換位置，如此循環。雙工件台比單工件台的效率提升3倍以上，也更能適應浸入式光刻的需求，避免了物鏡系統與矽片間的水膜影響矽片測量的精準性，提升了光刻精度。2008年，新一代NXT平台採用了創新型材料，並使用磁懸浮平面電機和平面光柵測量技術，生產效率再提高30%。深紫外ArFi光刻機和EUV光刻機使用的都是新一代的NXE雙工件台。第一個技術難點是高加速度。目前投產的EUV光刻機（NXE:3600D），12吋晶圓的光刻生產速度為170片/小時以上，下一代NXE:3600E和NXE:4000F的吞吐量都將擴容到220片/每小時，這意味著承片台需要以高達7g的加速度高速移動。7g的加速度意味著從0km/h加速到100km/h只要約0.4秒，而F1賽車需要2.5秒。第二個技術難點是精確對準。EUV的套刻精度（晶片製造需要層層疊加，每次重疊的誤差稱為套刻精度）要求是2nm以下。晶圓從傳送模組到承片台的機械誤差高達數千nm。投影物鏡和晶圓表面的高低差累計也可達到500-1000nm。所以，每次曝光前，雙工件台必須與計算光刻軟體結合，對每片晶圓做精密量測，擷取到晶圓每一個區塊奈米等級的微小誤差，在曝光階段進行即時校正。目前能夠掌握該項技術的只有ASML。第三個技術難點是穩定運動。EUV光刻機的運動控制模組可以做到吸收平衡晶圓平台所施加於機座的反作用力，使整座機台完全靜止。位置測量模組採用平面光柵技術，兩個工件台上分別佈置4個光柵編碼器，具有4個面內測量資訊和4個面外垂向測量資訊，利用8個位移測量資訊得到六自由度位移，精度可以做到0.06nm。總之，EUV光刻機幾乎逼近目前物理學、材料學以及精密製造的極限。所以EUV不僅是頂級精密製造的學問，更以前沿科學研究為基礎。上海微電子裝備公司（SMEE）董事長對EUV光刻機的精度有過形象的比喻：相當於兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭並進，一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，還不能刻壞。04. 光刻機的國產化處理程序實際上，中國光刻機的實驗室研製起步並不晚，早在70年代就研製出接觸式曝光系統，但產業化落地嚴重滯後。為強化國內半導體產業鏈自主研發能力，國務院於“十二五”規劃期間推出“極大規模積體電路製造裝備及成套工藝”重大專項，簡稱“02專項”，旨在突破積體電路製造裝備、材料、工藝、封測等核心技術，形成完整的產業鏈和較強的國際競爭力。國產光刻機的主要企業為上海微電子（SMEE），上海微電子自主研發的90nm製程SSA600/20步進掃描投影光刻機正是通過承擔“02專項”的“90nm光刻機樣機研製”項目。該光刻機於2018年3月面世，可滿足國內重要機構使用需求，不受國外限制。SSA600/20光刻機的核心零部件約佔所有零部件的70%—80%，都已經實現國產化，剩下20%未國產化的部分主要是板卡等非核心零部件，如果有必要，隨時可以實現國產替代。但SSA600/20的產能和良率較ASML還有較大差距，且主要用於積體電路的後道封測。國產光刻機還處於單工件台幹式DUV階段，光源主要是i-line、KrF和ArF。最新消息是上海微電子的28nm光刻機樣機已經交付企業測試，實際製程對應45nm左右。但樣機驗收和產業應用是兩個概念。樣機驗收只需要成功完成晶圓曝光即可。到工廠應用，至少要兩年時間才能得到足夠的良率資料，如果一切順利，將良率調優到90%以上可能還需要3—5年時間。ASML的光刻機發到台積電，也需要兩年左右的時間安裝、偵錯，才能正式量產。另有消息說某知名廠商通過購買尼康的光刻機進行改造，通過多重曝光技術也實現了高製程晶片的量產，但具體細節不得而知。光源方面，中國已經可以製造高能准分子雷射器，甚至不乏一些國際市佔率還不錯的優質企業，有一些光學元件、雷射器件也供貨ASML，TRUMPF，Lumentum等國際企業。不過，目前國內的雷射器還是在DUV光源，EUV光源研發則剛剛起步，僅有實驗室等級的DPP-EUV光源。前段時間，清華大學提出了穩態微聚束技術（SSMB）方案，也很有前景，但尚未得到產業應用。物鏡方面，技術節點已經突破90nm，反射鏡的面形精度PV可以做到30nm（ASML EUV PV<0.12nm），表面粗糙度可以做到0.5nm（ASML EUV 表面粗糙度<30pm）。物鏡的真空腔體也可以自主製造。雙工件台仍處於實驗室階段。產學合作研發的實驗室階段的雙工件台的運動精度已經可以達到10nm，但還沒有正式的產業化應用。另外，目前的工件台主要適配於乾式光刻機，應用於浸入式光刻機的工件台仍在研發。另外，國內對整個多重曝光技術的掌握程度還比較低。多重曝光技術將原本一層光刻的圖形拆分到多個掩模上，利用光刻Litho和刻蝕Etch實現更小製程，可以在犧牲良率和產量的情況下生產更低製程的晶片，比如使用DUV光刻多重曝光可以實現7nm製程。國內光刻機當前重點攻關的是浸入式ArFi光刻機（波長等效134nm）。如果順利突破，這就意味著國產光刻機邁進DUV光刻機的高端行列。05. 突破路徑：ASML的啟示（一）復盤ASML的歷史1955年，貝爾實驗室開始採用光刻技術。1961年，GCA公司製造出第一台接觸式光刻機。20世紀80年代，尼康發布了第一台商用步進式光刻機NSR-1010G。1984年尼康與GCA各佔據30%市場份額，同年ASML剛剛成立。ASML從一個默默無聞的小公司逐步成長為光刻機霸主的歷程發展歷史中有幾個里程碑事件。1991年，ASML公司推出PAS 5500這一具有業界領先的生產效率和精度的光刻機。PAS 5500的模塊化設計使得同一個系統能夠生產多代先進晶片。PAS 5500也為ASML帶來幾家關鍵的客戶，包括台積電，三星和現代，這些客戶是公司後來實現盈利的關鍵。1997年，為了突破193nm波長，英特爾和美國能源部牽頭成立了EUV LLC聯盟，成員包括摩托羅拉、IBM以及若干美國知名研究機構，但聯盟早期成員沒有光刻機廠商，於是ASML順勢加入並共享研究成果。隨後，ASML就開始了漫長的EUV光刻機研發過程。2001年，公司推出TWINSCAN系統和革命性的雙工作台技術，一般的光刻機只有一個工作台，需要先測量，再曝光，而雙工作台技術實現測量與曝光同時進行，在對一塊晶圓曝光的同時測量對準另外一塊晶圓，一下子把生產效率提升了35%以上。2003年，ASML與台積電合作推出浸入式光刻機。儘管同期尼康基於F2光源（157nm）和乾式微影技術的90nm產品和電子束投射（EPL）產品樣機研製成功，但相對於尼康的全新研發，ASML的產品屬於改進型成熟產品，在為半導體晶片廠商節約大量成本的同時實現工藝提升，半導體廠商只需對現有裝置進行微調就能將蝕刻精度提升1-2代，並且其縮短光波的效果也優於尼康產品（多縮短25nm）。可以想像，幾乎沒有廠商願意選擇尼康的產品，尼康在高端光刻機領域的“潰敗”由此開始。此後，尼康痛定思痛選擇調轉方向研發浸沒式光刻系統，並推出NSR-S622D、NSR-S631E、NSR-S635E等產品，但半導體裝置更新換代迅速且投資很高，新產品總是需要至少1～3年時間由前後道多家廠商通力磨合，可謂一步慢、步步慢。ASML在浸入式系統上的先行優勢使其有更充裕的時間改進裝置、提高良率，產品可靠性自然領先尼康。從此，代表日本高端光刻機的尼康逐漸敗給了日後的高端光刻龍頭ASML。2006年，ASML推出EUV光刻機的原型機。由於EUV光刻機的研發難度極大，2013年ASML才推出第一台EUV量產產品，進一步加強行業壟斷地位。（二）三大策略ASML光刻機採用模組化的設計、製造、整合和偵錯。各模組系統與單元元件分別在ASML產業鏈聯盟夥伴和關鍵供應商內部完成，之後交由ASML組裝，然後再分解成若干單元，將其包裝並空運到使用者的Fab廠房，再次進行整機安裝偵錯。這種模式加快了ASML新產品開發速度，縮短了產品上市周期。實際上，光刻機90%的關鍵裝置來自外國而非荷蘭本國，ASML作為整機公司，只負責光刻機設計與整合各模組，需要全而精的上游產業鏈做堅實支撐。縱覽ASML的發展歷史，ASML主要採取了幾方面的合作創新策略：第一，通過收購/入股，深度繫結上游供應商。2000年以來ASML歷經7次主要收購，包括美國光刻機製造商SVG，美國計算光刻軟體公司Brion，美國EUV光源製造商Cymer，獲取了上游光源、鏡頭等光刻機關鍵部件的領先技術。多次併購加速了EUV光源和光學系統的研發處理程序，也是EUV光刻機能研發成功的重要原因。2016年收購台灣的漢微科（HMI），吸收其電子束晶圓檢測能力；2017年收購蔡司（Zeiss）24.9%的股份；2019年收購荷蘭電子束光刻廠家Mapper做技術儲備；2020年收購Berliner Glas，主要提供晶圓台和夾具、掩膜卡盤和鏡塊。第二，鼓勵客戶參股公司，構築利益共同體。2012年，公司推出“Customer Co-Investment Program”，該計畫允許其大客戶對ASML進行少數股權投資，英特爾、台積電、三星投資總計約39億歐元取得23%的股份，並向ASML提供13.8億歐元的研發資金，同時享受EUV光刻機的優先供貨權。第三，重視研發投入，並採取開放合作的研發模式。技術創新是推動ASML增長的最重要因素，ASML的技術創新理念是合作開放，通過全球產業鏈分工合作，採取模組化外包協同聯合開發策略，建構了以ASML為核心的產業鏈聯合體。公司開放式創新系統中包含了大學、研究機構、合作夥伴等，建立一個強大的知識技術共享網路，ASML可以快速獲得行業內前沿技術的相關知識。包含了比利時的Imec、上海積體電路研發中心、荷蘭ARCNL、EUV LCC、蔡司等。2019年，ASML與一些大學、研究機構和高科技公司參與了歐盟補貼的項目，這系列的項目圍繞著光刻、計量和工藝開發三大核心技術領域，每一項技術都在推動公司創新過程中發揮著至關重要的作用。（三）繞路超車其實，除了光刻機，研究人員還提出了一些潛在的替代方案。比如，奈米壓印技術（NIL）。這種技術將印有電路圖案的掩模壓印在晶圓表面的抗蝕劑上，通過類似於印章的形式製造積體電路，將掩模上的精細電路圖案轉移到晶圓上，可在單個壓印件中形成複雜的二維或三維電路圖案。由於不依賴EUV光源，這種製造技術的成本更低。現在日本已經初步將這一技術用於生產快閃記憶體晶片，未來或許有進一步擴大應用的空間。定向自組裝（DSA）。這是一種利用材料自身的分子排列規律，誘導光刻材料在矽片上自發組成需要的圖案的方法，它比傳統光刻解析度更高，加工速度也不受影響，但它對材料控制的要求特別高。現在比利時的Imec、美國的MIT實驗室都已經建立了實驗室產線，未來有產業化的可能。電子束光刻（EBL）。這種技術實際上是利用高能電子束代替雷射器光源，直接在晶圓上進行雕刻。它的解析度實際上比EUV光刻還高（可以達到0.768nm），但刻蝕速度非常慢，無法滿足商業化需求，目前主要用在量子晶片等高精度、小批次的晶片生產中。06. 總結：光刻攻關需久久為功受《瓦森納協議》等國外技術管制影響，中國幾乎無法向所有參與半導體產業鏈的國家購買尖端技術和相關裝置，國產高端光刻機也就無法像ASML一樣通過全球合作、併購突破，只能依託本土光刻元件和配套設施產業鏈自主研發。不過，EUV被ASML壟斷，但短期內DUV才是行業主流的應用產品，且國外的技術封鎖主要集中在雙工件台的DUV，目的是提高中國的商業化應用成本。中國在乾式、單工件台的KrF、ArF光刻機製造方面已經取得了不少經驗。在技術路徑上，下一代光刻機所應用的浸沒式技術的成功已經通過ASML和尼康之爭的過程得到驗證，本土企業可以少走彎路。但區別於其他工藝，光刻機的元件及配套設施極度複雜，毫不誇張地說，光刻機自身即可自成產業鏈。所以，光刻機的製造研發絕不是某一個企業能夠單獨完成的，必然需要很多頂尖企業相互配合。在這種情況下，指望在一兩個點上取得突破就戰勝所有其他對手是不現實的，ASML即很好的例證。與其說ASML是一家荷蘭企業，不如說它是一家全球企業。說“集全球之力，成一家ASML”也不為過。ASML所有的機型從研發到成為主流都經歷了十多年到二十多年的時間，即使光刻機的關鍵技術取得了突破，後續還有穩定性、良率、價格、市場需求等因素，幾乎每一項因素都會決定這個機型的前途命運。彎道超車談起來容易，但在十幾、二十年的時間裡能堅持下來的企業鳳毛麟角。只要一個方面出現差錯，都有可能功虧一簣，歷史上在這方面的教訓非常多。當然，我們也不必氣餒，只要我們在光刻機突破方面（實際上所有的技術突破都是如此），抱著實事求是的態度，踏踏實實地解決一個個問題，做好長時間攻關的戰略準備，利用好光刻機研發對產業、學界帶來的機會，內省自己的產業發展生態和科教體制機制，對光刻機的研發，實際上也是對基礎學科基礎研究能力的錘煉。所謂“但行好事，莫問前程”，即如是。 (秦朔朋友圈)

01. 前沿導讀由中芯國際聯合創始人王陽元、長江儲存董事長&第八屆中國半導體協會理事長陳南翔等人聯合撰寫的《建構自主可控積體電路產業體系》報告已經發佈在中國的《科技導報》上面。這些處於中國半導體產業一線的從業者們在報告當中提議，建議國內組建一個類似於ASML的公司，整合所有技術去攻克EUV光刻機，然後組建多個大型半導體集團，在EDA工具、製造裝置、配套材料上面與外國企業進行競爭。參考資料：建構自主可控的積體電路產業體系http://www.kjdb.org/CN/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.10.00017美國科技媒體Tom's HardWare對此分析稱，中國半導體產業的這次建議很大膽，思路清晰，但其中還有許多碎片化的問題需要解決。02. 碎片化問題首先就是裝置問題，美媒認為，即便中國企業開發出了國產先進光刻機，那麼也需要多年時間進行最佳化，提升其整體的經濟性和可持續性。只有當原型機的製造效率足夠高，才能進入下一步的規模化量產。其次就是製造資料，ASML能成功，很大程度上歸功於製造商常年累計的海量製造資料，這些資料可以幫助企業更好地最佳化產品並開發新裝置，這需要常年的技術積累，也是中國半導體產業需要重點克服的問題。ASML的初代EUV原型機在2006年交付給了比利時微電子中心進行測試，但是由於該裝置的雷射性能很弱，根本沒辦法製造晶片。後來美國西盟公司開發出了更高性能的雷射，於是ASML就在2010年採用西盟公司的技術，製造了第二台EUV原型機TWINSCAN NXE:3100。2019年，ASML的EUV光刻機實現量產，開始交付給台積電進行商業化使用。從2006年至2019年，ASML一直在解決光刻機的製造效率以及量產問題。解決這個問題只靠ASML一家公司是完成不了的，必須要聯合供應鏈以及製造工廠，依照彼此之間的技術資料進行最佳化。ASML高級技術副總裁喬斯·本肖普在官方資料中表示，當時我們已經掌握裝置的原理，但是我們卻難以實現客戶所需的生產效率。要記住，客戶的研發階段需要時間，這很重要。在EUV推出之後，晶片製造商需要一到兩個節點才能使這項技術走向成熟，只有成熟掌握其使用方法，才能基於該裝置量產商用產品。03. 深入合作在根據製造資料來最佳化產品之前，首先要完成的工作就是把國產裝置用起來。中國中科院的陳國良院士，此前在接受採訪時表示：我提出了一個口號，國產機不怕不好用，就怕你不用，只有用了才知道好不好用。你說那裡不行，你提出來，我改。你要是不用，那就因噎廢食了，它永遠不好用。參考資料：https://v.douyin.com/NCbaoeE7b6Y/%20kpD:/%2011/04%20N@w.SL%20陳院士對於國產裝置的認知是非常具有前瞻性眼光的，並且陳院士認為，推動國產裝置發展的前提是你得先用起來，不能看到國外的產品技術成熟度高，就一直拿錢買國外的裝置用，從而忽視國產裝置的發展。在能獲得國外裝置的前提下，採購國外裝置用是一種合作共贏的模式。但現在國外的許多裝置不賣給你了，你應該怎麼辦？許多國產裝置雖然不如國外的技術先進，但是能在關鍵時期拿出來用。2025年，有記者再次就國產裝置問題採訪陳國良院士，諮詢陳院士如今的觀點。陳院士依然肯定了自己當年的想法，並且還表示在技術團隊以外的地方講話，我們應該表揚宣傳團隊做出的貢獻。但是在團隊內部講話，就要經常提出不好的地方讓團隊改進。用這種內外結合的方法，推動國產裝置發展。參考資料：https://v.douyin.com/eHWwo1u9xV4/這就又回到了剛才的問題上，單獨依靠製造企業或者裝置企業自己的力量是無法完成產品最佳化的，必須聯合整個產業鏈一起解決問題。中國中科院院士、前中科院院長白春禮先生，曾重點分析了中國光刻機與外國光刻機存在的差別。白院士指出，在六七十年代的時候，中國的光刻機與國外的差距並不大，那時候ASML公司還沒有成立。但是後來進入全球化體系，國外的產品成熟、價格穩定、整體設計也很好，所以我們國內的裝置就發展不起來了。質譜儀、電鏡這類產品我們都能做，但是國外的產品又好又便宜，很多企業本著經濟性原則，選擇採購國外的裝置。但是現在反過來了，外國企業不賣給我們，那麼好，我們自己就必須做了，這種倒逼機制也許會讓我們的產業更上一層樓。參考資料：https://v.douyin.com/4BMDY_rXrTs/ X@m.Dh VLw:/ 09/04全球化的半導體產業鏈可以推動整個行業發展，也為合作的雙方創造了各取所需的經濟條件，但同時也讓中國本土企業所開發的國產裝置變成了第二選擇目標。絕大部分企業都會考慮到穩定性和經濟性，優先選擇海外成熟裝置，這就導致國產裝置處於一個不溫不火的尷尬境地。美國的制裁讓中國晶片產業出現了技術停滯，國產製造裝置也在這種狀態下被推上了風口浪尖。此時的產業鏈才真正意識到國產裝置的重要性，開始大力度推進國產裝置的技術發展，深化國內企業之間的合作。雖然這個深化合作的時間來的晚了一些，但這是建立在推動國產半導體產業鏈自立自強的前提下所爆發出來的決心。 (逍遙漠)

在半導體全球化浪潮遭遇逆流的當下，ASML總裁克里斯托弗·富凱（Christophe Fouquet）近日向彭博社發出嚴厲警示：試圖通過切斷光刻機供應來封鎖中國，不僅無法遏制中國技術的崛起，反而可能招致中國在稀土資源與傳統晶片領域的反制。富凱強調，半導體產業的繁榮建立在“相互依賴”的基石之上，任何單方面打破這種平衡的行為，最終都將導致全球產業鏈的共同受損。一、 貿易武器的雙刃劍效應：從光刻機到稀土“如果不賣給中國光刻機，人家也可以不賣給你稀土和傳統晶片。”富凱的這番言論，直指當前地緣政治下半導體博弈的核心痛點。長期以來，歐美國家習慣於掌握高端裝置（如EUV光刻機）的主動權，卻忽視了中國在全球供應鏈上游的絕對統治力。資料顯示，2024年全球稀土儲量約9000萬噸，中國獨佔4400萬噸，佔比近半；而在產量上，中國更是以27萬噸的年產出佔據了全球68.54%的份額。更關鍵的是，中國掌握的“串級萃取”技術，能將關鍵稀土元素純度提升至99.9999%，這是目前歐美難以企及的工藝壁壘。稀土並非普通的礦產資源，它是現代工業的“維生素”。從智慧型手機螢幕、電腦散熱模組，到人形機器人的精密關節、航空發動機的耐高溫葉片，乃至雷達系統，無一能離開稀土。富凱敏銳地指出，若美國執意將光刻機禁令推向極致，中國完全有理由在稀土出口上收緊閥門。對於極度依賴高純度稀土材料的歐美高端製造業而言，這種斷供的打擊力度遠超光刻機禁運對中國的影響。二、 “逼出來的自主”：封鎖只會加速中國突圍歷史反覆證明，技術封鎖往往是自主創新最強的催化劑。ASML前CEO彼得·溫寧克曾直言：“你不分享技術，他們就自己研發。一旦他們成功，你就永遠失去了這個市場。”富凱在訪談中進一步闡釋了這一邏輯。美國的全面封鎖策略，實際上是將中國企業逼入了“背水一戰”的境地。面對絕境，中國企業別無選擇，只能傾舉國之力攻關核心技術。這種壓力正在轉化為實質性的突破：2024年，中國在乾式光刻機領域已取得里程碑式的進展，浸潤式光刻機的量產攻關也進入了衝刺階段。“試圖在晶片領域完全孤立中國是徒勞且危險的。”富凱警告道，當中國建立起自主可控的光刻機產業鏈時，ASML及整個西方半導體裝置商將面對一個不再需要進口裝置的龐大市場，屆時失去的不僅僅是當下的訂單，而是未來的所有可能性。三、 安世半導體案例：資本無國界與供應鏈的深度融合在全球化分工中，資本與技術的流動早已超越了國界的限制。荷蘭安世半導體（Nexperia）便是一個典型的縮影。這家總部位於荷蘭的企業，早在多年前便由中國聞泰科技全資收購。從股權結構上看，它是不折不扣的中國公司。正因為這種深度的資本融合，安世半導體能夠順暢地獲取中國優質的稀土資源，進而高效製造汽車晶片，反哺全球汽車產業。然而，荷蘭政府近期以“供應鏈技術轉移”為由，企圖強行接管安世半導體，這一舉動不僅缺乏確鑿證據，更暴露了對全球化現實的誤讀。正如中國吉利集團全資收購沃爾沃後，通過合理的產能佈局實現了雙方共贏（沃爾沃保留高端車型生產線，吉利深化本土製造），安世與中國本土的技術往來本是跨國經營的常態。荷蘭政府的強硬干預，直接導致了全球汽車晶片供應鏈的震盪，迫使各大車企聯名警告，生怕產業停擺。這一事件深刻說明：人為割裂已經形成的緊密供應鏈，只會帶來混亂與短缺。四、 重構“相互依賴”：開放才是唯一出路過去的幾十年，半導體產業的高速增長得益於一種完美的“相互依賴”：海外企業提供高端裝置與IP授權，中國提供廣闊的市場、成熟的製造產能以及關鍵的原材料。這種互補關係讓各方都獲得了技術與經濟的雙重紅利。然而，美國單方面的出口管制打破了這一平衡，迫使中國不得不祭出稀土管制等反制措施作為警示。復旦大學沈逸教授指出，中國擁有稀土等資源作為談判底氣，但始終秉持“先禮後兵”的原則——首選開放合作，若對方持續施壓，則必將採取強硬手段讓對方付出代價。富凱的呼籲正是對這一現實的理性回歸。他認為，美國應適當放鬆出口管制，允許中國企業採購部分非最頂尖但至關重要的光刻機裝置，以維持全球生態的健康。畢竟，歐美在稀土精煉技術上的短板短期難以補齊，而中國在成熟製程晶片上的成本與產能優勢同樣不可替代。半導體產業是一條環環相扣的全球長鏈，沒有任何一個國家能夠獨善其身。ASML總裁的警示振聾發聵：在高度互聯的今天，追求絕對的“安全”而犧牲“開放”，最終換來的將是集體的脆弱。唯有重建互信，保持市場的開放與技術的適度流動，承認並利用彼此的依賴性，才能避免“殺敵一千，自損八百”的雙輸局面。否則，當光刻機被鎖死在倉庫，而稀土被截斷在礦山，全球科技發展的引擎恐將因缺乏燃料而徹底熄火。 (晶片研究室)

在美國封鎖半導體產業的第六年，中國半導體產業不僅活了下來，而且活得更好，更自信。北京的初春仍有些許寒意，但在人民大會堂內，關於科技發展的討論熱度空前。2026年3月，中國科學技術部部長陰和俊在全國兩會的“部長通道”上，總結了過去一年的科技成果，尤其提到“中國晶片攻關取得新突破”“新突破”的表述看似平淡，放在全球地緣政治的角度卻猶如一聲驚雷。科學技術部部長陰和俊/新華社記者 金良快 攝自從2019年美國將華為列入“實體清單”，隨後祭出《晶片與科學法案》、聯合盟友實施對華裝置與材料禁運，針對中國半導體產業的“矽幕”已經落下整整六年。六年來，華盛頓的智庫和矽谷的分析師多次預測，失去了EUV（極紫外）光刻機和先進製程代工的中國晶片，將永遠停留在14nm甚至28nm的“中世紀”。然而，2025年的中國晶片“更上一層樓”。從華為手機7nm晶片的穩定量產，到南大光電光刻膠的斷鏈重生，再到芯粒（chiplet）架構的另闢蹊徑，2025年中國半導體的發展務實，漸進，不懼試錯。7nm流水線故事的核心在於，它證明了即使原有的技術路徑被鎖死，憑藉龐大的工程師紅利、海量的試錯資金以及“背水一戰”的終端市場反哺，中國依然在懸崖邊踩出了一條路。代價固然是更高的製造成本，但收穫的是大國博弈中無價的戰略安全。故事要從一台被“壓榨”到極限的機器說起。在半導體物理學的規律中，想要製造7nm及以下節點的微觀電路，必須依靠荷蘭阿斯麥獨家生產的EUV光刻機。它的波長只有13.5奈米，能像高度精細的手術刀一樣在矽片上“雕刻”電晶體。而中國，被禁止購買這把“手術刀”。既然沒有鋒利的手術刀，能不能用普通的刻刀，多刻幾遍？中芯國際與華為聯合攻堅的“DUV多重曝光技術”用的就是這個辦法。理論上，利用現有的DUV（深紫外）光刻機，對同一層晶圓進行三次甚至四次曝光，確實能達到7nm的精度。圖源：中芯國際但在商業現實中，這一做法曾被認為是一條死路：因為曝光次數越多，對準誤差就會呈指數級放大，只要有極其微小的灰塵或震動，整片造價高昂的晶圓就會報廢。在2023年Mate60 Pro剛剛發佈時，華爾街的分析師們普遍認為，“這只是不計成本的政治秀”。一位常駐上海的半導體行業高管回憶道，“當時的良率被外界普遍猜測不足50%，這意味著每賣出一顆晶片，都在燒錢。大家都在賭，華為的存貨能撐多久。”但2025年的突破，就發生在這個不被看好的領域。從2024年底Mate70系列問世，到2025年華為Mate80系列及多款終端裝置、甚至部分伺服器晶片的全面鋪貨，7nm晶片的供應不僅沒有枯竭，反而源源不斷。背後是中國工程師夜以繼日的“填坑”之戰。沒有捷徑，只有對著顯微鏡和良率資料一次次調整參數：改進光刻膠的塗布厚度、最佳化刻蝕氣體的濃度、建立更嚴苛的防震和溫度控制模型。華為Mate80/圖源：央視訊根據加拿大TechInsights的拆解報告與追蹤分析，從麒麟9000S到後續迭代的晶片，中國代工廠在7nm工藝上的成熟度正在以肉眼可見的速度提升。業界普遍估算，通過兩年的工藝迭代和良率爬坡，這條“非典型”7nm產線的商業化良率已經達到了一個正向經濟循環的臨界點。一瓶光刻膠這是一個材料自主的技術里程碑。雖然目前中國國產ArF光刻膠在中國市場的佔有率仍處於起步階段，距離全面替代還有很長時間，但這意味著從“0到1”已經達成了，以後從“1到100”也就不難了。如果說光刻機是晶片製造的“印鈔機”，那麼光刻膠就是印鈔機裡的“特種油墨”。沒有它，再先進的機器也只是一堆廢鐵。2023年7月，日本政府對中國正式實施針對23種半導體製造裝置的出口管制。雖然重點在於裝置，但懸在中國半導體頭頂的另一把達摩克利斯之劍也讓人擔憂——高端光刻膠。全球高端光刻膠市場，超過80%的份額被日本的JSR、東京應化、信越化學等幾大巨頭牢牢把控。光刻膠是一種特別嬌貴的化學合成物。以製造7nm、14nm、28nm晶片至關重要的ArF（氟化氬）干法和浸沒式光刻膠為例，其不僅要求極高的感光度以保證奈米級的解析度，更要求極其苛刻的純度。一瓶光刻膠中，如果混入了幾個金屬離子，就可能導致整批晶片短路。一旦日本企業停止供貨，中國那怕是最成熟的28nm產線，也會在幾個月內因庫存耗盡而全面停擺。光刻膠的工作機制/圖源：觀網財經面對這種絕境，中國材料企業開始想辦法。南大光電脫胎於南京大學，是中國高純電子材料領軍企業，2025年有三款ArF光刻膠通過驗證。一般而言，材料科學沒有“彎道超車”。從樹脂的合成、光酸產生劑的篩選，到溶劑的配比，每一種成分微調，都要經歷漫長的晶圓塗布、曝光、顯影測試。早期，中國國產光刻膠送樣到晶圓廠，往往因為掛壁、邊緣不平整或解析度不夠被直接打回。更難的是，驗證一款光刻膠，需要佔用晶圓廠寶貴的產線時間。在產能緊張的年代，沒有代工廠願意拿幾百萬元的晶圓去陪中國國產材料“練手”。隨著國際環境的惡劣，為了供應鏈安全，中芯國際、華虹等代工廠向中國國產材料敞開了驗證的大門。193nm ArF光刻膠/圖源：南大光電官網歷經近十年研發、上千次的配方調整，2024年底至2025年，南大光電迎來了歷史性的時刻。根據該公司的公開披露資訊，其自主研發的ArF光刻膠不僅成功通過了中國客戶的使用認證，更邁出了關鍵一步：實現批次供貨。芯粒爆發對於半導體產業來說，真正的壓力不是“做不出晶片”，而是“做不出足夠大的、高性能的晶片”。最現實的問題是，如果拿不到最尖端的製程，是否還能夠繼續提升算力、繼續做大晶片、繼續支撐AI伺服器和高性能計算？答案在2025年變得越來越清晰，未必把所有功能都塞進同一塊最先進的矽片裡。這正是Chiplet的意義。所謂Chiplet，並不是神秘的新發明，而是種更務實的工程思路：把原本一整塊的大晶片拆分成多個小晶片，分別製造，再通過先進封裝把它們重新“拼”在一起。比如，把負責核心計算的部分，用現有的、來之不易的7nm工藝製造；把負責輸入輸出介面、記憶體控制等對製程要求不高的部分，用便宜且產能充足的14nm甚至28nm工藝製造。最後，利用先進的2.5D或3D封裝技術，將這些“小積木”像拼圖一樣緊密互聯在一起，形成一顆完整的大晶片。這麼做的好處很直接——一方面可以提高良率，另一方面可以把不同功能模組放到不同製程節點上完成，降低對單一最先進工藝的依賴。換句話說，當先進製程受限時，封裝就不再只是晶片製造的“最後一道工序”，而變成了性能競爭的一部分。2025年10月15日，廣東深圳會展中心，2025灣芯展Chiplet與先進封裝生態專區/圖源：視覺中國過去一年，中國在Chiplet上真正的進展，並不主要體現在某一顆“傳奇晶片”的橫空出世，而是體現在先進封裝能力開始從概念驗證走向穩定量產。最有代表性的案例之一，來自中國大陸封測龍頭長電科技。在2024年年報中，公司明確披露，其高密度多維異構整合系列工藝已“按計畫進入穩定量產階段”，並已服務於高性能計算、人工智慧、汽車電子等應用場景。尤其到了後摩爾定律時代，系統性能不再完全由電晶體尺寸決定，也越來越取決於封裝、互連和異構整合能力。英特爾、AMD、台積電、三星都在大規模押注先進封裝，本身就說明了這種趨勢。中國在最尖端邏輯製程上仍落後於國際龍頭，但在封裝環節，尤其是在製造組織能力、產能建設和工程實現上，與國際先進水平的距離相對更小，也更有機會率先形成產業化突破。當然，Chiplet並不能替代先進製程，也不能讓中國立刻克服缺乏EUV光刻機的短板。它更像是一種工程最佳化，幫助企業在受限條件下，把現有製造能力組合得更高效，把有限的先進產能用在最關鍵的地方。如果說7nm量產的意義，是證明中國還能把先進晶片做出來；光刻膠量產的意義，是證明關鍵材料鏈條正在補齊；那麼Chiplet的意義，則證明了中國晶片業正在巧妙運用“東方智慧”——在一大堆約束條件下，重新定義“什麼叫可用的先進性”。2025年9月25日拍攝的上海交通大學無錫光子晶片研究院/新華社記者 胡智軒 攝回望2025年的中國半導體產業，沒有敲鑼打鼓的熱鬧，也沒有一步登天的奇蹟。陰和俊部長口中的“新突破”，是由產線上一次次失敗後回呼的良率、實驗室裡一瓶瓶倒掉又重配的試劑、以及架構師們一張張重新設計的圖紙共同堆砌而成的。美國的打壓，倒逼中國建立起了全球最完整、最堅韌的本土半導體生態。以前，中國晶片設計公司只買Synopsys的EDA軟體，只找台積電代工，只用陶氏化學的材料；今天，從底層程式碼到特種氣體，中國供應鏈正在經歷著史無前例的交叉驗證與生死磨合。中國晶片，路依然很長，但方向對了。 (南風窗)

進入2026年，西方科技界也是不消停。荷蘭光刻機巨頭ASML的技術長，名叫馬丁·范登布林克。這老頭在退休前撂下一句狠話，大概意思是：別指望封鎖能擋住中國了，他們正在用一種我們攔不住的方式往前拱 。這話聽著直覺西方主動公開承認和中國的差距。但西方這幾十年的技術高牆，不是壘了一天兩天。最近英媒直言歐美有一份“死亡名單”上面列了5項核心技術，並警告整個西方，必須死死守住，一旦被中國突破，局面將難以抵擋。到底是那五項，讓歐美這麼緊張？咱們現在打到那了？第一項要守的技術，就是EUV極紫外光刻機。可能有人不知道這東西是幹嘛的，簡單說，它是生產高端晶片的核心裝置。我們平時用的高端手機、AI裝置、超級電腦，都需要7奈米以下的先進晶片，而要大規模生產這種晶片，必須用EUV光刻機，沒有它，就造不出高端晶片。目前全球只有荷蘭ASML一家企業能造出這種光刻機，而這家企業的技術被歐美牢牢控制，他們明確規定，不準把光刻機賣給中國，就是想徹底卡住中國晶片產業的發展，讓我們只能依賴他們的晶片。不過現在中國已經在攻關這項技術，2025年底，中國科研團隊已經成功點亮13.5奈米極紫外光源，國產EUV原型機已經成型，雖然還沒實現量產，但核心技術鏈條已經打通，正在一步步推進，歐美也正是看到了這一點，才更加緊張。除了光刻機，歐美要守的第二項技術，就是民用大飛機航空發動機。現在我們的C919大飛機已經成功投入商業營運，很多人都為之驕傲。但大家可能不知道，C919目前使用的還是進口發動機。民用大飛機的發動機要求很高，要省油、靜音，還要能連續工作上萬小時不出故障，技術難度極大，長期被歐美企業壟斷。歐美守住這項技術，就是怕中國的大飛機產業徹底自主，一旦我們自主研發的長江1000A發動機成熟，就能替代進口發動機。到時候中國的大飛機產業就能真正獨立，帶動整個航空產業鏈的發展，歐美就再也不能通過斷供發動機，卡我們大飛機產業的脖子。目前長江1000A已經進入試驗階段，關鍵技術正在不斷突破，距離量產越來越近。還有工業設計軟體，這是歐美要守的第三項技術，看似不起眼，卻是現代工業的基礎。不管是造晶片、建橋樑，還是造飛機、汽車，第一步都要靠這類軟體進行設計和測試，比如EDA、CAD這些軟體，就是工業生產的“必備工具”。前幾年，部分國內高校被歐美停用這類軟體，很多科研項目都被迫停滯。國內的晶片企業如果被斷供EDA軟體，晶片設計工作就只能停擺。這項技術長期被歐美企業掌控，他們就是想通過控制設計軟體，限制中國的工業發展。現在國內已經有企業研發出了部分國產替代軟體，雖然在整體功能和生態上，和歐美軟體還有差距，但已經能滿足部分企業的需求，正在逐步打破歐美壟斷，這也是歐美急於守住這項技術的原因。第四項是高端醫療裝備核心技術，這和我們每個人的健康都息息相關。現在醫院裡用的核磁共振、ECMO人工肺這些“救命裝置”，核心部件長期被西門子、GE等歐美企業壟斷。這些進口裝置價格非常昂貴，不僅增加了老百姓的看病成本，而且一旦歐美斷供，遇到突發公共衛生事件時，我們可能會陷入被動。中國現在正在全力攻關這項技術，國產高端醫療裝置的核心部件國產化率不斷提高，性能也越來越接近歐美同類產品，價格卻比進口的便宜很多，正在慢慢走進更多醫院，讓老百姓能用上更實惠的醫療裝置。歐美害怕我們突破這項技術，失去醫療裝備領域的壟斷利潤，所以才拚命封鎖。最後一項要守的技術，是T1000級高強度碳纖維。這種材料看著普通，卻是戰略物資，它比鋼鐵硬好幾倍，重量卻只有鋼鐵的四分之一，是製造火箭、導彈、飛機的關鍵材料，直接關係到航空航天和國防軍工的發展。長期以來，這種材料被歐美嚴格禁運，曾經直接制約中國航空航天產業的發展。現在中國已經打破了歐美封鎖，能自主生產這種材料，但在大規模量產和良品率上還有提升空間。一旦我們實現大規模穩定量產，中國的航空航天和國防裝備就能不再受材料限制，還能帶動新能源、風電等多個產業的發展，歐美自然不想看到這種局面。可能有人會問，歐美為什麼這麼怕中國突破這些技術？說白了，就是想維護他們的全球科技霸權和產業壟斷。這些技術都是他們經過幾十年積累才掌握的，靠著壟斷這些技術，他們能在全球產業鏈中佔據主導地位，賺高額利潤，同時限制其他國家的發展。中國這些年在科技領域發展太快，已經在很多領域追上甚至超過歐美，歐美害怕中國突破這些核心技術後，打破他們的壟斷，失去對全球科技和產業的掌控，所以才聯手搞封鎖，不讓技術外流。面對歐美的技術封鎖，中國並沒有停下腳步，反而被倒逼加快了自主研發的速度。就像晶片領域，美國持續封鎖，中芯國際卻逆勢成長，2024年營收已經達到80.29億美元，躋身全球第二大晶圓代工廠。AI領域，中國企業深度求索僅用550萬美元和兩個月時間，就訓練出能和美國頂尖模型相匹敵的AI大模型，打破了美國的算力壟斷。其實歷史已經證明，歐美越是封鎖，中國就越能實現突破，從高鐵、盾構機到空間站，我們一次次打破歐美技術封鎖，走出了自主創新的道路。很多人會擔心，我們能不能突破這5項技術？答案是肯定的。中國有龐大的工業基礎、充足的人才儲備，還有持續的研發投入，只要我們沉下心來攻關，就沒有突破不了的技術。歐美想靠封鎖卡住中國的脖子，其實是打錯了算盤，他們的封鎖，只會讓中國更加堅定自主創新的決心，加快突破的速度。英媒的擔憂，其實已經說明，中國的科技發展已經讓歐美感到了威脅。這5項技術，雖然現在還被歐美壟斷，但中國的突破只是時間問題。等到中國真正掌握這些技術，不僅能保障自身的產業安全和發展，還能打破歐美的技術壟斷，讓全球產業鏈更加公平、開放。未來，中國的科技發展只會越來越快，任何封鎖和限制，都擋不住中國前進的步伐。 (電子半導體行業動態)

近日，多位中國積體電路行業的領軍人物，包括中芯國際發起人之一王陽元院士、長江儲存董事長陳南翔、北方華創董事長趙晉榮、清華大學微電子所所長魏少軍等——聯合撰文《建構自主可控的積體電路產業體系》。文章中提出：在“十五五”期間，應通過整合機制，舉國之力集中力量解決極紫外光刻（EUV）等關鍵問題，建議創立“中國的ASML”。（圖源“科技導報”）No.1 從“各自為戰”到“團隊作戰”這份發表在《科技導報》上的文章，核心觀點是當前中國積體電路產業已築牢國家安全底線，並在成熟工藝領域（28nm及以上）佔據全球約33%的產能，具備了參與國際競爭的基礎。但面對美國在EDA軟體、高端裝置和材料上的“三張牌”，以及與國際巨頭懸殊的投資力度（如文章對比，國家大基金三期合計約967億美元，接近英特爾、三星、台積電三家一年資本支出的總和），單靠企業分散突圍難以為繼。因此，文章明確提出“舉國之力”不應該是口號，應建立在整合機制的基礎上，目標直指鍛造能與強手對壘的“頭部企業”。攻克核心瓶頸：將極紫外光刻（EUV）作為“十五五”必須解決的三大關鍵問題（另兩項是EDA和矽片）之首。文章指出，EUV光刻機有10萬個零部件，背後是5000家供應商的整合體系。中國在雷射光源、光學系統等單項技術上已有突破，關鍵在於如何像ASML那樣，通過統籌，將分散的成果高效整合為整機。創立創新模式：建議的核心是創立“中國的ASML”。這並非簡單複製一家公司，而是建立一種全新的“被整合者”機制，即由一家或幾家核心企業牽頭，統一調度資金和人才，跳出短期“名利”藩籬，實現產業鏈的垂直整合。（圖源“科技導報”）No.2 攀登產業頂峰的“施工圖”文章不僅指出了方向，還為未來五年的發展設定了具體、務實的量化目標：產業位勢：躋身全球積體電路產業強國前三名。自給率提升：國民經濟領域晶片自給率提高到80%，逐步減少中低端產品進口（復出口除外），夯實內循環市場。技術台階：夯實自主可控的28nm全產業鏈，穩定14nm生產，並初步完成全國產化的7nm生產線建設及試運行。基礎平台：建設最先進工藝能力的公共研發平台，為未來的新結構、新材料、新工藝提供驗證環境。原始創新：在基礎研究領域尋求引領性突破。這些目標顯示出一種清晰的“攀登策略”：紮穩中端（成熟工藝）的腳跟，同時集中力量攻克高端（先進工藝）的瓶頸，並以基礎研究佈局未來。編者觀察這篇聯名建議的本質，是行業領軍者基於現實差距和產業規律，提出的一份關於“如何集中力量辦大事”的路徑探討。它既不是盲目的樂觀，也不是悲觀的論調，而是一份冷靜的戰略建議書：通過頂層設計重塑整合機制，集中資源鍛造關鍵環節的“破局者”，用五到十年時間，在攀登全球半導體產業頂峰的征程中，紮紮實實地向上走好每一步。 (芯師爺)