中科院自主研制成功新型光刻機 有望局部實現國產化替代

wxj醉虎

日前，中科院光電技術研究所自主研制成功紫外納米壓印光刻機。與此同時，上海微電子也發布了平板顯示光刻機，產品良率高達95%（原本的良率為70%-80%）的高亮度LED光刻機，MEMS和功率器件光刻機。雖然媒體僅僅輕描淡寫報道，但這些消息卻蘊含著不同尋常的意義。

wxj醉虎

什麽是光刻機？光刻機是芯片生產中最核心的設備，也是大陸芯片生產設備制造的最大短板。不少網友會將光刻機和刻蝕機搞混，其實，光刻機的工作原理是用光將電路結構臨時“復制”到矽片上，而刻蝕機是按光刻機刻出的電路結構，刻出溝槽的設備，是在芯片上做減法，與之相應的是做加法（鍍膜）。

wxj醉虎

光刻機用途廣泛，有用於生產芯片的前道光刻機，有用於封裝的後道光刻機，還有用於LED制造領域的投影

光刻機。前道光刻機就是在芯片生產中將電路圖映射到矽片上的光刻機，後道光刻機也被稱為封裝光刻機、

bumping光刻機，在芯片生產出來後，線路圖是裸露在外面的，還需要用後道光刻機來裝個殼，就是常見的

芯片四四方方、帶針腳和商標的那壹層。現在江陰的長電科技就是用後道光刻機來加工iphone 6芯片的。

wxj醉虎

雖

然在前道光刻機方面嚴重依賴進口，但在後道光刻機和投影光刻機方面，國內廠商還是頗為可圈可點的——

上海微電子的國內市場占有率超過80%，全球市場占有率為40%；用於LED制造的投影光刻機的市場占有率為

20%。

wxj醉虎

再來說說光刻機工作原理。通過壹系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過畫著線路圖的掩模，經物鏡補償各種光學誤差，將線路圖成比例縮小後映射到矽片上，不同光刻機的成像比例不同，有5:1，也有4:1。然後使用化學方法顯影，得到刻在矽片上的電路圖（即芯片）。

wxj醉虎

壹般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘幹、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、激光

刻蝕等工序。經過壹次光刻的芯片可以繼續塗膠、曝光。越復雜的芯片，線路圖的層數越多，也需要更精密

的曝光控制過程。現在最先進的芯片有30多層。

wxj醉虎

其實，在半導體設備制造方面，中國和西方差距最大的就是光刻機——由於光刻機研發資金需求大，門檻高

，從事光刻機研發的企業也越來越少，像日本的佳能和尼康過去也做光刻機，早些年Intel為了制衡ASML，

扶持日本廠商與ASML對抗。但因日本金融風暴後失落的20年、少子化造成的產業衰退，佳能和尼康與ASML競

爭中的劣勢越來越大，佳能已經基本放棄光刻機領域，尼康的光刻機能做到20nm左右，但市場份額已經被

ASML擠壓，無力再繼續重金投入研發。

wxj醉虎

目前，光刻機業界龍頭老大是荷蘭ASML。而EVU光刻機量產型號已經做到14nm水平，現在Intel、三星的14nm

光刻機都是買自ASML。光刻機研發成本巨大，Intel、臺積電、三星都是它的股東，重金供養ASML，並且有

技術人員駐廠，格羅方德、聯電以及中芯國際（大陸代工廠龍頭老大）等代工廠的光刻機主要也是來自ASML

。

wxj醉虎

ASML EVU光刻機 問世時售價曾達1億美元

Cymar制造的EUV用LPP光源系統
與ASML相比，中國光刻機企業就顯得相當寒磣——中國光刻機廠商有上海微電子裝備有限公司、中國電子科

技集團公司第四十五研究所、合肥芯碩半導體有限公司、先騰光電科技有限公司、無錫影速半導體科技有限

公司。在這幾家公司中，處於技術領先的是上海微電子裝備有限公司，該公司已量產的光刻機中性能最好的

是90nm光刻機。

wxj醉虎

早在幾年前，上海微電子就制造出90nm光刻機，當時國際主流代工廠的代工水平是65nm，平心而論，在這個

情況下，制造出90nm光刻機，上海微電子還是蠻給力的，但因為最核心的光源是進口的，國外為了限制中國

光刻機制造業，在核心零部件上限制中國，經常在核心零件上卡我們脖子。在技術上受制於人，導致上海微

電子90nm光刻機無法規模化量產。