#晶片光刻機
中國芯新突破,衝出封鎖
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)
時隔14年之後推出新光刻機,日本佳能開始在成熟晶片領域對中國企業進行圍剿
01前沿導讀據《日經中文網》新聞指出,日本光刻機廠商佳能準備在2026年發售新一代的KrF光刻機裝置,該裝置的晶圓處理效率為每小時400片以上,相較於上一代裝置提升了30%。這是時隔14年之後,佳能首次對製造成熟晶片的光刻機進行技術升級,並且佳能宣佈隨後會繼續推出更先進的AfF乾式光刻機裝置,其主要目標就是搶佔成熟晶片市場。02裝置競爭據《中商產業研究院》所整理的資料顯示,在全球光刻機市場當中,ASML掌控著62%的總市場份額,其次是佳能佔比31%,最後是尼康佔比7%。在所售光刻機當中,銷量最多的是248nm波長的KrF光刻機,其次是更古老的365nm波長i線裝置。而193nm波長的先進ArF光刻機,以及13.5nm波長的EUV光刻機,加在一起也只有22.7%的總數量佔比。從整體的市場銷售來看,ASML掌握著絕對話語權,在先進裝置領域幾乎沒有對手。雖然EUV光刻機的銷量只有總產業銷量的7.2%,但是其創造的利潤價值是無法估量的數值。佳能憑藉著奈米壓印技術在儲存晶片領域佔據一定市場,也因為佳能選擇押注奈米壓印技術,所以佳能到目前為止並沒有ArF光刻機,只有一些技術成熟的KrF和i線裝置。尼康則是與佳能相反,並沒有跟佳能一樣走奈米壓印路線,反而是跟隨ASML採用ArF浸潤式技術。不過由於尼康總部的決策速度太慢,導致ASML已經在ArF領域取得了絕對統治權,尼康現在的光刻機銷量絕大部分都是本土企業或者海外的合資工廠改採購,市場空間極其有限。據《佳能中國》資料顯示,佳能曾在2021年的上海半導體展會上面發佈了多款光刻機產品。其中包括了i線光刻機和KrF光刻機,可以製造功率器件、通訊器件等多種半導體產品。同時還發佈了應用於封裝環節的i線步進光刻機、製造顯示面板的光刻機,以及佳能安內華公司提供的配套零部件。彼時的中國晶片產業已經被美國封鎖了EUV光刻機和相關的製造裝置,中國本土的光刻技術無法滿足於國內企業的需要,產業出現了技術斷層。佳能在這個時期向中國市場上投放大量製造裝置,一方面可以有效解決中國晶片產業缺少裝置的困境,另一方面也可以借此機會通過中國市場來賺取利潤,吃掉一部分本該屬於ASML的市場空間。03成熟晶片2024年9月,中國工信部正式對外公佈了中國新一代光刻機裝置的技術指標。總共有兩種新裝置,一種是248nm波長的KrF氟化氪光刻機,一種是193nm波長的乾式ArF氟化氬光刻機,其乾式ArF光刻機的硬體水平相當於ASML在2015年推出XT:1460K。這兩款產品的發佈,標誌著中國光刻機產業迎來了新一輪的技術更新。雖然整體的技術指標對比ASML的產品差距很大,但是對於銷售成熟節點光刻機的尼康和佳能來說,有著直接衝擊。根據佳能工業部門的資料顯示,除奈米壓印光刻機之外,在傳統光刻機領域,佳能最先進的i線光刻機為FPA-5550iZ2,解析度350nm,套刻精度25nm。最先進的KrF光刻機為FPA-6300ES6a,解析度為90nm,套刻精度為5nm。雖然佳能KrF裝置的套刻精度比中國光刻機更高,但是其裝置的解析度要比中國光刻機低很多。從技術與商業的兩個維度看,佳能的i線裝置與KrF裝置,均已經在技術指標上被中國公佈的國產光刻機趕超。ASML統治著先進光刻機市場,尼康憑藉著略差一些的ArF光刻機也可以維持市場,現在只剩下佳能徘徊在產業邊緣。佳能所持有的奈米壓印裝置由於其技術特殊性,目前只被用於製造儲存晶片和特色工藝晶片,無法應用到邏輯晶片上,而佳能出貨量最多的i線和KrF裝置,又被中國製造的光刻機所趕超。如果佳能拿不出水平更高的傳統裝置去搶佔市場,那麼等中國光刻機在國際市場上全線鋪開,佳能所面臨的抉擇只有兩個,要麼將傳統裝置市場讓給其他企業,要麼拿出更高水平的裝置打敗對方。 (逍遙漠)