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國產光刻機如何突圍？

來源：時間：2023-08-03 08:15:10

近日，有消息稱，上海微電子正致力于研發28納米浸沒式光刻機，預計在2023年年底將國產第一臺SSA/800-10W光刻機設備交付市場。此前，國家知識產權局公布了一項華為新的專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”，在極紫外線光刻機核心技術上取得突破性進展。

(資料圖)

半導體產業是全球主要國家的戰略高地。美國、荷蘭、日本先后對光刻機等半導體制造設備出口進行限制，我國將于8月1日起對鎵、鍺相關物項實施出口管制。想要不被“卡脖子”，在關鍵環節實現自主可控是必經之路。光刻機“卡脖子”問題具體體現在哪兒？我國企業已經取得了哪些進展？國產量子芯片領域能否把握發展先機？《證券日報》記者近日就此調研了部分上市公司，采訪了學術界、產業界多位專家。

業內人士普遍表示，我國企業加快核心領域自主研發，光刻機產業鏈上下游正不斷涌現出新進展、新成果，國產化加速向前。“中國芯”正在崛起。

光刻機領域突破不斷

光刻機又名掩模對準曝光機，被稱為“半導體工業皇冠上的明珠”，是半導體產業鏈中最精密的設備，是制造芯片的核心裝備。光刻機技術有多難？業界有形象的比喻，用光在晶圓上畫圖，相當于兩架客機齊頭并進，一架機翼上掛一把刀，另一架飛機上粘一顆米粒，用刀在米粒上刻字。

目前，全球能生產光刻機的廠商寥寥無幾，荷蘭阿斯麥、日本尼康和佳能占據了主要市場。其中，阿斯麥技術最為領先，它是唯一能生產極紫外線光刻機的廠家，這種光刻機可實現7納米甚至5納米工藝。阿斯麥第一大股東是美國資本國際集團，第二大股東是美國的黑巖集團。

中國在光刻機技術方面曾站在世界“第一方陣”，1965年研制出了65型接觸式光刻機，1985年研制出的分步光刻機樣機，當時與國外先進水平差距不超過7年，但此后，我國開始從國外購買光刻機。自20世紀90年代起，阿斯麥等國外企業卻迅速崛起。

眼下，我國光刻機產業處處被“卡脖子”。接受本報記者調研的企業稱：“卡脖子”的難點主要在兩處：一是光源，光刻機要求體系小、功率高而穩定的光源；二是鏡片，為了讓光線能夠精確地照射到硅片上刻畫出微小的圖案，需要一系列高精度和高光滑度的鏡片來聚焦和校準光線。

上海微電子副董事長賀榮明在受訪時表示：“2002年，我國專家出國考察時，對方工程師說，哪怕把所有圖紙都給你們，你們也未必能做出光刻機。”回國后，賀榮明帶領團隊夜以繼日攻關，研發團隊經過5年終于在曝光這個關鍵環節取得重大突破，之后不斷闖關。目前，上海微電子已可量產90納米分辨率的SSX600系列光刻機，28納米分辨率的光刻機也有望取得突破。

國產化率日漸提升

賀榮明帶領的上海微電子，僅僅是我國企業在光刻機走向自主可控進程中付出努力的一個縮影。近年來，多家A股上市公司已經進入到光刻機全球產業鏈各環節之中，包括光刻機光源系統廠商福晶科技，物鏡系統廠商奧普光電，涂膠顯影廠商芯源微、富創精密，光掩膜版廠商清溢光電、華潤微，缺陷檢測廠商精測電子，光刻膠廠商南大光電、容大感光，光刻氣體廠商雅克科技、華特氣體等。

其中，富創精密是阿斯麥的供應商之一，全球為數不多的能夠量產應用于7納米工藝制程半導體設備的精密零部件制造商。對于國產化問題，富創精密表示：“公司將在現有產品的基礎上逐步實現半導體設備精密零部件的國產化。”

華特氣體則表示：“公司產品已批量供應14納米、7納米等產線，部分氟碳類產品、氫化物已進入到5納米的先進制程工藝中使用。”

中微公司將產業的快速發展歸功于資本市場的助力。中微公司董秘劉曉宇表示：“資本市場不僅解決了公司資金需求，并且帶來廣泛的社會資源和產業鏈上下游資源，形成產業鏈協同效應。”

隨著產業鏈上下游企業的共同努力，光刻機的國產化率日漸提升。

浙商證券研報表示，當前我國在清洗、熱處理、去膠設備的國產化率分別達到34%、40%、90%；在涂膠顯影、刻蝕、真空鍍膜的國產化率達到10%至30%；在原子層沉積、光刻、量測檢測、離子注入的國產化率暫時低于5%。

正如工銀投行研究中心信息技術行業首席分析師許可源所言，全球半導體產業碎片化趨勢顯現，對于我國半導體產業，國產替代成為未來發展的長期邏輯。隨著國內半導體制造和封測產能的持續擴張，將為國內設備廠商提供更多驗證與導入的機遇，帶動國內產業在技術和市場上的突破。

有望借量子技術換道超車

除了上述各領域的創新外，被譽為新一輪科技革命的戰略制高點——量子科學領域，中國位列全球“第一方陣”。量子計算機對復雜數據的計算能力大大超過傳統計算機的極限，這為“中國芯”換道超車提供了技術支持。

目前，華為的超導量子芯片專利技術，大幅提升量子芯片的良率，已經超過了英特爾；本源量子已經研發出中國首個自主研發的超導量子計算機本源悟源。

中天匯富投資控股集團董事長、本源量子創業合伙人黃罡向《證券日報》記者表示：“公司從誕生之日開始，就把實現自主可控作為根本目標。我國有龐大的應用場景，有生機勃發的產業生態，為量子技術發展提供沃土。”

不管是科技攻關還是換道超車，都離不開國家政策的護航。國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出，要加強原創性引領性科技攻關。

“近年來，在許多科技創新的關鍵領域，我國取得的成果可圈可點，一些企業脫穎而出進入國際市場參與全球化競爭，這與我國高度重視并出臺產業政策進行資源支持密不可分。”中央財經大學數字經濟融合創新發展中心主任陳端向《證券日報》記者表示。