国产光刻机如何突围？
发布时间：2023-07-31 09:10:24
来源：证券日报
近日，有消息称，上海微电子正致力于研发28纳米浸没式光刻机，预计在2023年年底将国产第一台SSA/800-10W光刻机设备交付市场。此前，国家知识产权局公布了一项华为新的专利“反射镜、光刻装置及其控制方法”，在极紫外线光刻机核心技术上取得突破性进展。
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半导体产业是全球主要国家的战略高地。美国、荷兰、日本先后对光刻机等半导体制造设备出口进行限制，我国将于8月1日起对镓、锗相关物项实施出口管制。想要不被“卡脖子”，在关键环节实现自主可控是必经之路。光刻机“卡脖子”问题具体体现在哪儿？我国企业已经取得了哪些进展？国产量子芯片领域能否把握发展先机？《证券日报》记者近日就此调研了部分上市公司，采访了学术界、产业界多位专家。
业内人士普遍表示，我国企业加快核心领域自主研发，光刻机产业链上下游正不断涌现出新进展、新成果，国产化加速向前。“中国芯”正在崛起。
光刻机领域突破不断
光刻机又名掩模对准曝光机，被称为“半导体工业皇冠上的明珠”，是半导体产业链中最精密的设备，是制造芯片的核心装备。光刻机技术有多难？业界有形象的比喻，用光在晶圆上画图，相当于两架客机齐头并进，一架机翼上挂一把刀，另一架飞机上粘一颗米粒，用刀在米粒上刻字。
目前，全球能生产光刻机的厂商寥寥无几，荷兰阿斯麦、日本尼康和佳能占据了主要市场。其中，阿斯麦技术最为领先，它是唯一能生产极紫外线光刻机的厂家，这种光刻机可实现7纳米甚至5纳米工艺。阿斯麦第一大股东是美国资本国际集团，第二大股东是美国的黑岩集团。
中国在光刻机技术方面曾站在世界“第一方阵”，1965年研制出了65型接触式光刻机，1985年研制出的分步光刻机样机，当时与国外先进水平差距不超过7年，但此后，我国开始从国外购买光刻机。自20世纪90年代起，阿斯麦等国外企业却迅速崛起。
眼下，我国光刻机产业处处被“卡脖子”。接受本报记者调研的企业称：“卡脖子”的难点主要在两处：一是光源，光刻机要求体系小、功率高而稳定的光源；二是镜片，为了让光线能够精确地照射到硅片上刻画出微小的图案，需要一系列高精度和高光滑度的镜片来聚焦和校准光线。
上海微电子副董事长贺荣明在受访时表示：“2002年，我国专家出国考察时，对方工程师说，哪怕把所有图纸都给你们，你们也未必能做出光刻机。”回国后，贺荣明带领团队夜以继日攻关，研发团队经过5年终于在曝光这个关键环节取得重大突破，之后不断闯关。目前，上海微电子已可量产90纳米分辨率的SSX600系列光刻机，28纳米分辨率的光刻机也有望取得突破。
国产化率日渐提升
贺荣明带领的上海微电子，仅仅是我国企业在光刻机走向自主可控进程中付出努力的一个缩影。近年来，多家A股上市公司已经进入到光刻机全球产业链各环节之中，包括光刻机光源系统厂商福晶科技，物镜系统厂商奥普光电，涂胶显影厂商芯源微、富创精密，光掩膜版厂商清溢光电、华润微，缺陷检测厂商精测电子，光刻胶厂商南大光电、容大感光，光刻气体厂商雅克科技、华特气体等。
其中，富创精密是阿斯麦的供应商之一，全球为数不多的能够量产应用于7纳米工艺制程半导体设备的精密零部件制造商。对于国产化问题，富创精密表示：“公司将在现有产品的基础上逐步实现半导体设备精密零部件的国产化。”
华特气体则表示：“公司产品已批量供应14纳米、7纳米等产线，部分氟碳类产品、氢化物已进入到5纳米的先进制程工艺中使用。”
中微公司将产业的快速发展归功于资本市场的助力。中微公司董秘刘晓宇表示：“资本市场不仅解决了公司资金需求，并且带来广泛的社会资源和产业链上下游资源，形成产业链协同效应。”
随着产业链上下游企业的共同努力，光刻机的国产化率日渐提升。
浙商证券研报表示，当前我国在清洗、热处理、去胶设备的国产化率分别达到34%、40%、90%；在涂胶显影、刻蚀、真空镀膜的国产化率达到10%至30%；在原子层沉积、光刻、量测检测、离子注入的国产化率暂时低于5%。
正如工银投行研究中心信息技术行业首席分析师许可源所言，全球半导体产业碎片化趋势显现，对于我国半导体产业，国产替代成为未来发展的长期逻辑。随着国内半导体制造和封测产能的持续扩张，将为国内设备厂商提供更多验证与导入的机遇，带动国内产业在技术和市场上的突破。
有望借量子技术换道超车
除了上述各领域的创新外，被誉为新一轮科技革命的战略制高点——量子科学领域，中国位列全球“第一方阵”。量子计算机对复杂数据的计算能力大大超过传统计算机的极限，这为“中国芯”换道超车提供了技术支持。
目前，华为的超导量子芯片专利技术，大幅提升量子芯片的良率，已经超过了英特尔；本源量子已经研发出中国首个自主研发的超导量子计算机本源悟源。
中天汇富投资控股集团董事长、本源量子创业合伙人黄罡向《证券日报》记者表示：“公司从诞生之日开始，就把实现自主可控作为根本目标。我国有庞大的应用场景，有生机勃发的产业生态，为量子技术发展提供沃土。”
不管是科技攻关还是换道超车，都离不开国家政策的护航。国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，要加强原创性引领性科技攻关。
“近年来，在许多科技创新的关键领域，我国取得的成果可圈可点，一些企业脱颖而出进入国际市场参与全球化竞争，这与我国高度重视并出台产业政策进行资源支持密不可分。”中央财经大学数字经济融合创新发展中心主任陈端向《证券日报》记者表示。
中国半导体行业协会副理事长于燮康也对记者表示：“尽管我国半导体产业面临技术等各种挑战，但高速增长的国内市场规模也为产业升级优化提供了重要机遇。”
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