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9月9日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導目錄（2024年版）》的通知。這份文件中特別提到了國產(chǎn)氟化氪（KrF）光刻機（110nm）和氟化氬（ArF）光刻機（65nm）。這兩款設(shè)備均屬于深紫外（DUV）光刻機范疇，標志著中國在半導體設(shè)備制造領(lǐng)域取得了重要進展。更重要的是，這意味著中國已經(jīng)能夠制造自己的光刻設(shè)備來生產(chǎn)微芯片，甚至不再懼怕市場壟斷者荷蘭公司“ASML”的“制裁”。

而在這份報告中，更吸引眼球的是氟化氬（ArF）光刻機的關(guān)鍵參數(shù)——波長193nm、分辨率≤65nm、套刻≤8nm。那么，這意味著什么呢？

一、分辨率≤65nm、套刻≤8nm是什么水平？

光刻機是半導體制造的核心設(shè)備，用于在硅片上精確地刻畫電路圖案。隨著光源、曝光方式不斷改進，光刻機經(jīng)歷了5代產(chǎn)品發(fā)展，每次改進和創(chuàng)新都顯著提升了光刻機所能實現(xiàn)的最小工藝節(jié)點。

 · 第一代光刻機使用436nm波長的光源；

 · 第二代光刻機開始使用365nm波長的i-line光源；

 · 第三代光刻機采用248nm波長的KrF激光光源；

 · 第四代光刻機則使用193nm波長的ArF光源，屬于干式DUV光刻機；

 · 當前最先進的第五代光刻機是極紫外（EUV）光刻機，使用13.5nm波長的光源。

在五代光刻機中，第四代光刻機是目前使用最廣的光刻機，也是最具代表性的一代光刻機。第四代光刻機通過步進式掃描投影、雙工作臺、浸沒式光刻三項主要光刻技術(shù)的創(chuàng)新，顯著提升了光刻機的工藝制造水平和生產(chǎn)效率。

此次國產(chǎn)氟化氬（ArF）光刻機是基于193nm光源的ArF光刻機，屬于第四代DUV光刻機，其分辨率能達到≤65nm。但值得注意的是，此性能尚未觸及浸沒式DUV技術(shù)的邊界，后者通過在投影物鏡與晶圓間引入液體介質(zhì)，進一步提升了分辨率與套刻精度，能實現(xiàn)更先進的制程工藝。

至于套刻精度≤8nm，人們總以為是國產(chǎn)光刻機能搞定8nm芯片了，但其實套刻精度和芯片制程并非同一概念！具體而言，套刻精度是指光刻工藝中每一層圖形間的疊對精度，這一指標對于保證芯片的性能和良率至關(guān)重要，因為任何對準偏差都可能導致電路連接錯誤或器件失效，而隨著半導體工藝的發(fā)展，圖形的關(guān)鍵尺寸不斷減小，對套刻精度的要求也越來越高。因此，≤8nm實際上是指在先進光刻工藝中實現(xiàn)的圖形層間對準精度的極限值，它不僅是對光刻機機械精度、光學系統(tǒng)分辨率及過程控制算法等多方面技術(shù)綜合能力的考驗，也是推動摩爾定律持續(xù)向前發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)壁壘之一。

那么問題來了，這臺國產(chǎn)光刻機到底能和ASML的機器比幾分呢？

綜合來看，這種規(guī)格的國產(chǎn)ArF光刻機性能與ASML于2015年二季度出貨的ArF光刻機TWINSCAN XT：1460K較為接近，該款機器分辨率為≤65nm，套刻精度＜5nm。而按套刻精度與量產(chǎn)工藝1∶3的關(guān)系，國產(chǎn)ArF光刻機雖理論上支持接近28nm節(jié)點的工藝，不過，業(yè)內(nèi)人士認為，考慮到套刻精度誤差更大等原因，可能未能充分滿足28nm光刻機的分辨率要求。

尤其考慮到業(yè)界先進生產(chǎn)線中，如臺積電、三星和英特爾所采用的NXT:1970i及后續(xù)型號，憑借≤38nm分辨率與≤3.5nm乃至更低的套刻精度，通過多次曝光技術(shù)成功推進至7nm級別制程，而國產(chǎn)光刻機的套刻精度≤8nm顯得在高端工藝競爭中略顯不足，更適合服務(wù)于55nm至65nm的成熟制程芯片制造場景。

總體來看，這次曝光的國產(chǎn)DUV光刻機應(yīng)該是之前90nm分辨率的國產(chǎn)光刻機的改良版，盡管與國際尖端水平尚有差距，但也標志著國內(nèi)在自主光刻技術(shù)上的顯著進步，其針對特定成熟制程的優(yōu)化與應(yīng)用，無疑是推動國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈自主可控與技術(shù)迭代的重要里程碑。

二、國產(chǎn)光刻機的突破意義

長期以來，以美國為首的西方國家，一直將光刻機技術(shù)視為遏制中國崛起的利器，為此許多西方國家也是不留余力地對我國進行封鎖打壓，畢竟光刻機是芯片制造的核心設(shè)備，也是科技戰(zhàn)爭的關(guān)鍵。

這場圍繞光刻機技術(shù)爭奪戰(zhàn)之中，中國也沒有坐以待斃。早在2017年的時候，中國就已經(jīng)在光刻機光源系統(tǒng)上取得突破，這也為后續(xù)技術(shù)攻關(guān)奠定了基礎(chǔ)，而中國科研人員的堅持與努力，在光刻機方面同樣看到了希望。此次工信部披露的國產(chǎn)KrF與ArF光刻機成果，雖然在性能方面無法與ASML公司的EUV光刻機相媲美，卻也標志著中國在半導體設(shè)備制造領(lǐng)域是西安了歷史性的飛躍：

（1）技術(shù)主權(quán)強化：中國在KrF與ArF光刻技術(shù)的自主研發(fā)成功，實質(zhì)上是對國際高端光刻機市場長期寡頭格局的一次有力挑戰(zhàn)，這一突破不僅彰顯了中國在精密光學、超精密機械及自動化集成等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，也有效降低了對海外技術(shù)的依賴性，為構(gòu)建自主可控的半導體產(chǎn)業(yè)鏈奠定了堅實基礎(chǔ)。

（2）產(chǎn)業(yè)鏈韌性增強：光刻機的國產(chǎn)化不僅是單一設(shè)備的突破，更是對整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈綜合能力的全面提升。它能夠促進上下游產(chǎn)業(yè)的有效銜接與協(xié)同創(chuàng)新，增強產(chǎn)業(yè)鏈的內(nèi)部循環(huán)能力與外部風險抵御力，尤其在當前全球供應(yīng)鏈不確定性增大的背景下，國產(chǎn)光刻機的投入使用極大提升了我國集成電路制造的自給自足水平，對于維護國家安全、確保信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定運行以及推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，具有不可估量的戰(zhàn)略價值。

（3）國際競爭力提升：隨著中國光刻機技術(shù)的進步，國產(chǎn)設(shè)備有望在國際市場中占據(jù)一席之地，進一步提升中國半導體產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，這不僅有利于國內(nèi)企業(yè)的成長，也為全球半導體市場帶來了更多元的選擇。中國在光刻機領(lǐng)域的突破，也將推動全球半導體技術(shù)的進一步發(fā)展。

雖然中國在KrF和ArF光刻機方面取得了突破，但仍需正視與當前頂尖EUV（極紫外）光刻技術(shù)存在的差距。未來，中國將繼續(xù)加大研發(fā)投入，追趕國際先進水平，爭取早日實現(xiàn)更高精度的光刻技術(shù)國產(chǎn)化。

通過這次突破，我們不僅看到了中國在半導體設(shè)備制造領(lǐng)域的進步，也感受到了科技創(chuàng)新的力量。隨著國產(chǎn)光刻機的成功研發(fā)，中國在半導體行業(yè)的地位將進一步鞏固，為全球半導體市場帶來更多活力和可能性。