光刻机研究进展情况报告（光刻机研究进展情况报告）

我国光刻机的发展现状怎么样？工业电子市场网

产业链——在半导体产业中占据重要地位

光刻机又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机是半导体产业中最关键设备，光刻工艺决定了半导体线路的线宽，同时也决定了芯片的性能和功耗。

光刻机产业的上游主要包括光刻机核心组件和光刻机配套设施，下游则主要应用于半导体/集成电路的制造与封装。

产业政策——政策助力光刻机行业发展

从政策环境上来看，我国对于光刻机行业较为重视。其主要表现在对于整个IC产业链企业的政策优待以及对于半导体设备行业的相关规划与推动。其主要表现在资金方面的补助和人才方面的培养，以及进出口，投融资方面的政策扶持。

在各项政策中较为突出的是《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》项目(02专项)，其以专项的形式组织了一批国内光刻机企业进行了一系列重点工艺和技术的攻关，有效促进了我国光刻机行业的发展。

技术发展——技术仍在不断进步中

光刻机一般可以分为无掩模光刻机和有掩模光刻机，其具体分类如下：

光刻工艺流程较多，占晶圆制造耗时的40%-50%，光刻技术也在不断的发展，自光刻机面世以来，光刻设备已经进行了四次重大的革新，光刻设备所用的光源，也从最初的g-line，i-line历经KrF、ArF发展到了如今的EUV。目前，EUV光刻机设备被ASML完全垄断，ASML的EUV光刻机市占率达到100%。

——以上数据参考前瞻产业研究院《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》。

芯片制造专用的前道国产光刻机现在进展情况如何了？是不是连28NM都没有突破？

最近半导体领域之中传来了两个好消息，首先就是华为旗下的哈勃投资了北京科益虹源光电技术公司，并且成为了这家企业的第七大股东。北京科益虹源主营业务是光源系统，而光源系统就是制造光刻机的核心技术之一。同时，北京科益虹源也是全球第三家193纳米ARF准备分子激光器企业。

第二个好消息是，国产光刻机巨头上海微电子目前已经表示，新一代的光刻机会在今年年底或者是明年年初实现量产，而在光源系统之中，采用了与阿斯麦DUV光刻机一样的光源技术，波长突破了193纳米。这就意味着国产代工企业将在今年或者是明年年底就能够实现7纳米工艺的代工水平，并且是在没有阿斯麦光刻机的情况之下。

可以说光刻机领域之中接连传来这两个好消息，对于我们而言，对于国产芯片未来的发展而言，起到了一定推促的促进作用，毕竟一直以来在光刻机领域之中，荷兰的阿斯麦占据绝对的垄断地位，尤其是在极紫外光刻机领域之中，更是处于绝对垄断的地位。

而国内在芯片上的短板就是因为缺少极紫外光刻机，所以导致中国企业没有办法生产出7纳米以及5纳米这样先进制程工艺的芯片。2018年，中芯国际曾经从阿斯麦买订购过一台euv光刻机，但是说到瓦森纳协定的影响，阿斯麦至今都没有出货这台EUV光刻机

后面中兴以及华为的限制使得国内科技企业自主研发的意识被彻底唤醒，于是在这样的情况之下，所有的国内厂商将希望全部中寄托在了中国光刻机企业身上。为了解决这一难题，华为在第一时间就宣布扎根半导体领域，另外，中科院也宣布入局光刻机，并且将光刻机变成科研清单。

好在伴随着时间的推移，如今一个又一个的好消息传来。关于光刻机的两个好消息传来，意味着中国心再次迎来了春天。而这对于阿斯麦来讲当然不是什么好事情。

北大教授曾经说过这样一句话，如果中国依旧拿不到阿斯麦的光刻机，那么在三年之后，中国就将会掌握这项技术，并且一旦中国掌握了这项技术，那么其生产的产本成本一定比任何一个国家都要便宜。

北大教授的这一番话，可以说对于阿斯麦来讲，更是一个重磅炸弹，失去中国市场的阿斯买强会面临地位的威胁，如今日本的尼康以及佳能正在不断崛起，挑战这阿斯麦所在的地位，如果中国真的掌握了光刻机技术，那么阿斯麦想要在进入国内市场基本上没有可能，更不要提凭借中国市场稳固其地位的梦想了。

光刻机的问题解决了，那么芯片的问题自然也就不是问题了。早在芯片禁令实施之初，张召忠就曾经公开表示，再过三年，美国的芯片将会无人购买，因为到那个时候，中国的芯片将会到处都是。

如今看起来，张召忠果然没有说错，相信过不了多久，我们在芯片领域也一定会迎来一定的突破，中国芯片在未来一定会拥有更好的发展，而对中国企业实行打压的硅谷，在将来也一定会尝到失去中国市场的苦果。

如何看待长春光机所euv光刻机进展?

长春光机所EUV光刻机此次进展是国产光刻机光源的突破性进展，技术水平领先世界。

众所周知，EUV光刻机是目前制造高端芯片所需要的最关键设备，只有荷兰的ASML公司能生产，这也是我国科技方面卡脖子的关键技术之一。

我国目标是要在2025年实现芯片自给率70%，要想实现这个目标，在高端EUV光刻机上实现突破是关键。

长春光机所EUV光刻机此次进展无疑给高端EUV光刻机的研究工作打了一剂强心针。

长春光机所科研成果：

2015年，研究所研制出中国第一台红宝石激光器、第一台大型电影经纬仪等多种先进设备仪器，创造了十几项“中国第一”。

先后参与了包括“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目，先后组建和援建了西安光机所、上海光机所、成都光电所、长春光机学院等10余家科研机构、大专院校和企业单位。

完成了一批国家重大任务，取得了以“神舟五号”、“神舟六号”有效载荷等为代表的一批重大科研成果。

成为中国航天光学遥感与测绘设备、机载光电平台及新一代航空遥感设备和靶场大型光测装备的主要研究、生产基地，在光电对抗、地基空间探测等领域具有影响力。

2016年11月11日，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”通过验收，并制造出世界最大面积中阶梯光栅。

这标志着我国大面积高精度光栅制造中的相关技术达到国际领先水平。

不仅打破了我国在该领域受制于人的局面，而且能帮助我国光谱仪器产业改变低端化现状，提升拓展国际市场的能力。

目前中国最先进的光刻机（国产28nm光刻机进展）

;     在新能源飞速发展和产品智能化的大背景下，高科技进入蓬勃发展阶段，所有高科技产品最不可或缺的核心部件就是芯片了。作为以智能手机为主要业务的

      华为

      ，对芯片的需求量更是巨大。

      大家都知道生产芯片最重要的器械就是

      光刻机

      ，但由于受到来自

      漂亮国

      的制约，“实体清单”规则被修改后，

      ASML

      因为生产光刻机的技术有一部分来自于漂亮国，受此影响，连带着芯片代工厂也无法为华为公司提供芯片代工服务。

      华为现在最先进的芯片是采用台积电5nm工艺制作的

      麒麟9000芯片

      ，但随着“限制令”的制约，

      麒麟9000

      芯片的库存正在一天一天减少，在无法获得5G芯片的情况下，华为只能采用

      高通

      的4G芯片，没有

      5G

      芯片的支持，华为的5G手机只能当成4G来用，也因此，华为的手机业务受到了重创。

      事实上，不仅是华为，我国其他高科技企业现在都处于“缺芯”状态。如果要解决“缺芯”难题，首先我们就要解决光刻机的自产自研问题。

中科院

      立功了

      为了实现我国高端光刻机的国产化，中科院长光所、上光所联合光电研究院在2009年，启动了“高NA浸没光学系统关键技术研究”，进行高端光刻机的攻坚。该项目于2017年在长春国科精密验收，曝光光学系统研发核心的骨干人员也在同年间转入长春国科精密继续钻研光刻机技术难题。

      在此之后，国望光学引入

      中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

      ，以及

      上海光学精密机械研究所

      推动国产光刻机核心部件生产。在2016年，国望光学研发出90nm节点的ArF投影光刻机曝光光学系统，之后将继续向28nm节点ArF浸没式光刻曝光学系统研发进攻。

      长春国科经济在2018年也传来好消息，攻克了高NA浸没光学系统的关键技术研究。这也是我国实现完全拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统的标志。这些成就的达成都离不开中科院的技术支持，可以说中科院立了大功了。

      为什么要花费那么大的精力去研发曝光光学系统呢?这对光刻机的制造很重要吗?这我们就要从光刻机的工作原理说起了。光刻机又叫掩模对准曝光机，它的工作原理简单地说类似于照片冲印的技术。

      光刻的过程就是在制作好的硅圆晶表面涂上一层光刻胶，然后通过紫外线或深紫外线透过

      掩膜

      版，把上面的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上，在

      光刻胶

      的覆盖下，这些被光线照射到的部分会被腐蚀掉，而没有被照射到的部分就会被保留下来，形成我们所需要的电路结构。所以曝光系统可以说是光刻机的核心组成之一。

国产光刻机正式传来好消息

      根据国望光学在发出的公示，

      投影光刻机曝光光学系统将应用于28nm芯片的批量生产当中。

      在这之前，我国只能制造出用于90nm制程的光刻机，但随着这两项技术的突破，我国对于28nm光刻机制程实现了突破性的进展。

      28nm芯片有着比90nm芯片更加优越的性能，用途也更加广泛，尤其是对于新能源产业，如新能源汽车或者智能家居产业填补了对于28nm芯片缺失的空缺。

      此外，根据媒体消息，上海微电子也做出披露，在2021到2022年将会交付出第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。这表明我国完全能实现28nm芯片自由。拥有完整的知识产权和自主产业链，就无畏海外市场在芯片上对我们“卡脖子”了。

      虽然28nm芯片已经能满足大部分的生产需求，但是对于华为这些手机厂商和其他一些国产芯片来说，28nm的精度还是不够用的，接下来我国的下一步目标便是进行5nm制程光刻机的攻克，手机对于芯片的精度要求要更高，所以目前我国还是不能停下研发的脚步。

      虽然目前我国还没研发出5nm制程的光刻机，但已经可以制造出5nm制程的刻蚀机了，这对于我国芯片发展也是一个鼓励性的好消息。

      成果是喜人的，但如果拿来与世界上最先进的7nm制程光刻机比的话还是远远不够的，国产化光刻机的道路还要走很远。