散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州，

盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。

——《國務院給予江上舟同志挽聯》

01

前沿導讀

國家平臺在前段時間公開發布了193nm波長的氟化氬光刻機，這款國產光刻機是干式技術，在市場上面距離國際水平還有兩代產品技術的差距。

目前國際最頂級的光刻機產品，就是來自于荷蘭ASML的雙級EUV光刻機，13.5nm的波長，8nm分辨率。

由于這種光刻機的光源是極紫外線，屬于軟X光，所以無法在光源中間加入介質。這也就說明，EUV光刻機對于前兩代的干式光刻機、浸潤式光刻機來說，是一個完全重構的技術產品，以往的技術要全部推倒重來。

02

EUV光源技術

我們先來討論EUV的光源技術，光刻機需要通過反射鏡來引導光線，但是極紫外線的反射效率非常低，并且需要反射十多次之后，才可以將光源達到晶圓的位置。在達到晶圓的位置之后，極紫外線的整體能量已經不足2%，完全無法進行晶圓的制造，這就需要一個極其強大的光源。

極紫外線技術，最早是英特爾提出的，并且美國政府還組建了一個名為EUV LLC的技術聯盟，其中包括了英特爾、國家能源部、摩托羅拉、AMD、IBM等來自于美國的高科技企業，一起攻克極紫外線的光刻機技術。

有了技術聯盟，還需要有一個光刻機廠商，來測試新技術。

當時ASML還沒有發展起來，日本的尼康是國際光刻機的老大。但是美國跟日本因為半導體產業打過一次貿易戰，所以美國對日本企業非常敵對，唯一的機會給到了荷蘭的ASML。

ASML為了表明自己的立場，率先說明自家企業要在美國建工廠和研發部，以此來優先滿足美國本土的產品需求。并且還保證，在光刻機的零部件中，55%的零件采用美國的供應商，接受美國政府的定期產品審查。

于是，ASML順理成章的加入了由美國高科技團體組成的EUV LLC技術聯盟。

6年之后，EUV LLC聯盟攻克了光源、抗蝕劑、防護膜上的三大難題，并且驗證了極紫外線光刻機的技術可行性。

由ASML牽頭，聯合了3所大學、10所研究所、15家技術公司，開始推進EUV光刻機的產出。

03

EUV光刻機的推出

由于EUV光刻機的制造非常困難，耗費的時間太長，所以在ASML打造光刻機的過程中，三星、英特爾、臺積電這些大企業紛紛開始耐不住性子，對持有的股份進行減持。

但是華爾街資本卻源源不斷地給ASML注資，以至于到了后來，ASML的兩個最大股東都是美國企業，ASML被美資所主導。在2013年，ASML在美國資本的幫助下，并購了西盟，掌控了極紫外線光源的技術來源。

極紫外線光刻機的兩大核心就是光源和鏡頭，解決了光源，下一個就是鏡頭。

在工業鏡頭領域，能應用在光刻機上面的產品，只有德國的蔡司鏡頭可以達到。

于是ASML用10億歐元，購買了蔡司子公司，卡爾蔡司SMT 24.5%的股份。兩家公司一起聯手，為EUV光刻機制造獨家的鏡頭零部件。

整合了美國技術和德國技術的ASML，已經成為了EUV光刻機的唯一希望。

2014年，ASML推出了EUV光刻機NXE3350B，主要的應用領域是7nm工藝。

2019年，ASML推出了EUV光刻機NXE3400C，可以直接應用在5nm制程芯片的制造中。這臺光刻機，重達180噸、10萬+個零部件，就連調試安裝，都需要1年左右的時間。

并且ASML的上面還有兩個同系的大公司，一個是負責薄膜沉積設備研發的公司，一個是負責半導體元器件集成和封裝的大公司。

這兩家公司涵蓋了芯片制造的前端和后端供應，再加上ASML的獨家光刻機，整個的光刻機產業鏈，被荷蘭牢牢把控住。

04

國產光刻機的困難

中國的中芯國際，曾經在2018年花費9億元，向ASML購買了一臺EUV光刻機。這筆交易的資金，基本上耗盡了中芯國際上一年的所有利潤。

但是由于美國商務部的施壓，這臺設備遲遲無法正常交付。

現在的EUV光刻機市場，占大頭的也就是臺積電、三星、英特爾和海力士這幾家企業，中國的大陸地區，還并沒有EUV光刻機的引入。所以說，中國大陸地區是ASML的一個潛在客戶，并且也是對EUV光刻機需求極大的地區。

國產光刻機的牽頭企業，就是上海微電子公司。上微的光刻機只是在低端產品上面有所突破，大部分都是應用在封裝環節上面。至于應用在芯片制造上面的光刻機，目前還沒有。

其中的關鍵因素，還是因為零部件的供應問題。

中國目前在極紫外線光源、光學鏡頭、工作臺等方面與國際水平差距較大，但是長春光機所已經在光源和工作臺上面有所突破。不過其他零部件的配套能力不足，導致這些技術沒有辦法通過設備來進行測試。

光刻機是一項復雜的工程項目，涉及的體系太多，其中包括了光學鏡頭、激光器、高精度加工、控制系統、配套軟件等多方面因素。單獨的一家企業，無法同時涉足這么多的技術領域。哪怕是ASML的光刻機，都是整合了西方多個國家企業的資源才打造出來的產物。

想要打造出國產化的EUV光刻機，兩大核心難點就是光源技術和供應鏈體系。

目前我們在光源上面掌握了一些技術，有了五成的成功率。

剩下的五成，就是解決EUV光刻機的供應鏈問題。

供應鏈中，最難的地方就是光學鏡頭。

光刻機的鏡頭，已經被德國蔡司完全壟斷，而且一時半會兒找不到相匹配的供應商，這也是我們現在國產高端光刻機被卡脖子最嚴重的地方。只要解決了鏡頭的供應問題，那么我們在打造EUV光刻機上面，會輕松許多。

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