来源： 作者： 发布时间：2020-06-08

 据媒体报道，上海微电子装备(集团)股份有限公司（简称上海微电子，SMEE）披露，将在2021-2022年交付第一台28nm工艺的国产的沉浸式(immersion)光刻机。
如今全球最大的四家光刻机供应厂商主要是阿斯麦（ASML）、佳能、尼康以及上海微电子，他们占据了全球99%的市场。在这里面，又分为三个档次，高端市场ASML一家独大，是现阶段全球唯一的EUV 光刻机供应商，台积电也需要依赖ASML的光刻机，才能生产7nm乃至5nm芯片。日本尼康和佳能处于中端但同时竞争中低端市场，而上海微电子只有低端光刻机市场。
国产前道光刻机与国际先进水平还有数代的差距，上海微电子已量产的光刻机最高可实现 90nm 工艺节点，而ASML 的 EUV 3400B 工艺节点已经达到 5nm。这也使得在IC前道光刻机市场，国产化率较低，国内的IC前道光刻机市场主要被ASML、尼康和佳能瓜分。但国产设备从2008年研发成功的主流90nm工艺，一步跳跃到28nm，进步是非常大的。

光刻机是目前晶圆制造产线中成本最高的半导体设备，约占晶圆生产线设备总成本的27%。同时光刻环节也是最耗时间的，约占芯片制造总时长的40%-50%。
撑起国产光刻机大旗
公开资料显示，上海微电子成立于2002年，主要从事半导体装备、泛半导体装备以及高端智能装备的设计制造销售，其中光刻设备是公司的主营业务，也是国内目前唯一一家从0开始自主研发光刻设备的厂商。

上海微电子从低端切入各个细分市场，现已成为封测龙头企业如长电科技、日月光、通富微电等的重要供应商，国内市场占有率高达80%，全球市场占有率也有40%。同时旗下LED/MEMS/功率器件光刻机性能指标领先，LED光刻机市占率第一。

根据公司官网，上海微电子现有4大系列的光刻机产品，其中600系列步进扫描投影光刻机面向IC前道制造，采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术，以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术，可用于90nm、110nm、280nm工艺和200mm、300mm晶圆生产。

500系列面向IC后道先进封装，不仅适用于晶圆级封装的重新布线（RDL）以及 Flip Chip 工艺中常用的金凸块、焊料凸块、铜柱等先进封装光刻工艺，还可以通过选配背面对准模块，满足 MEMS 和 2.5D/3D 封装的 TSV 光刻工艺需求。
300系列面向LED、MEMS、功率器件制造，200系列面向TFT曝光。

上海微电子也已经实现首台 4.5 代 TFT 投影光刻机进入用户生产线。不过，目前市场主流都是6 代及 6 代以上的产线。要想打破日本尼康和佳能所垄断的 FPD 光刻机市场格局，仍需要时间。
网友爆料11nm光刻机年底下线，靠谱吗？
其实早在今年4月份，就有知乎网友@A-SET 曝料称，上海微电子预计在2020年12月下线首台采用ArF光源的可生产11nm的SSA800/10W光刻机（单次曝光28nm节点浸没光刻机），从爆料数据来看和上述28nm光刻机还不太一样。
据这位网友称，该光刻机采用NA1.35透镜组，并搭载超精密磁悬浮双工件台和超纯水浸入系统。同时采用华卓精科工作台的套刻精度指标优于1.7纳米。A-SET还称，该光刻机有生产7nm工艺的潜力（多次曝光）。
该网友同时贴出上海微电子的双工件台曝光系统的操作控制界面。同时还透露长春光机所正基于哈工大DPP-EUV光源研制EUV曝光机，预计两年内可推出。

光刻技术经历了紫外全谱（300～450nm）、 G 线（436nm）、 I 线 （365nm）、深紫外（DUV，包括 248nm 和 193nm）和极紫外（EUV，13.5nm）六个阶段，光刻机的的两大核心部件为双工件台和曝光系统，“国家队”在这些领域也各有分工：
物镜曝光系统方面，长春光机所应用光学国家重点实验室+国防科技大学光学精密工程创新团队负责；
激光光源照明系统方面，中国科学院上海光学精密机械研究所负责；
工件台方面，清华大学牵头负责。
该网友还曝料，这款国产深紫外浸入式光刻机（DUV）预计会在今年下线，其中由上海微电子负责总体集成，超精密光栅系统来自中国科学院上海光学精密机械研究所。光刻机物镜组来自北京国望光学，光源来自科益虹源，浸液系统来自浙江启尔机电，双工件台来自华卓精科。
但从文中一些业内读者的评论来看，上海微电子所谓的800系列11nm DUV光刻机今年下线，并不靠谱。毕竟28nm在2020-2021年交付，11nm不可能比28nm还早一步吧。

科益虹源是中国唯一、世界第三家具备高端准分子激光技术研究和产品化的公司，同时也正是上海微电子的光刻机的光源系统的供应商。他们在今年4月的一则新闻中，也提及了28nm国产光刻机的事。

至于国产DUV光刻机，一定是在研发当中的，但小编认为交付至少要2年以后。从5月底的一则新闻来看，科益虹源自己的DUV光源产品还在研发当中。
核心器件被卡脖子，22nm以下光刻机难产
再看看ASML这边，在美国黑掉了日本尼康后，ASML已经成为全球唯一一家高端光刻机制造商，每年仅出20台左右高端设备，每一台都被台积电和三星等大型芯片代工厂抢破了头。
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ASML公司日前推出了一种全新的半导体技术——第一代HMI多光束检测机，可用于5nm及更先进工艺，预计首批将供货给台积电和三星两家，有望让5nm芯片产能暴涨600%。这一消息令他们股价大涨，突破万亿大关。

但ASML有一个奇葩的规定，只有投资了ASML才能获取优先供货权。三星、台积电、英特尔、海力士都是ASML的大股东，所以大部分的高端光刻机被这些厂商“优先”采购。
上海微电子和ASML在光刻机上的差距，其实也反映了中国和西方在精密制造领域的差距。一台顶级光刻机的关键零部件、光刻胶等高端耗材来自不同的发达国家，当一家ASML这样的系统集成商看起来简单，实则不易。因为这些要命的顶级核心部件都对中国禁运，就算能理论上研发成功一台光刻机，也无法在供应链层面量产和商用。
上海微电子自己并不生产关键零部件，所以28nm目前可以做到，但22nm以下的光刻机就有困难了。上海微电子曾在2007年采用外国关键元器件研发90纳米干式投影光刻机，因关键部件被国外“卡脖子”而失败，后只能另辟蹊径转向技术含量较低的后道封装光刻机和平板显示光刻机研发，目前已占领国内80%市场。
从目前国家的政策来看，也是鼓励上海微电子先做好中低端光刻机，生存下去，再慢慢的培养国内零部件商，一点一点的往上做，往前道做。
毕竟并不是所有芯片都需要7nm、5nm工艺，顶级光刻机是金字塔尖的那一块，走量还是看中低端。而且也不能小看90nm工艺，这已经足够驱动基础的国防和工业，哪怕面对“所有进口光刻机都被禁止为中国生产”这种极端的情况时，中国仍然有芯片可用。