國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)企業(yè)官宣年產(chǎn)150臺(tái)光刻機(jī)，聽(tīng)著有些像“天方夜譚”的事情卻是來(lái)自企業(yè)官方的消息。

前不久，源卓微電子裝備有限公司舉辦了DiSS系列數(shù)字光刻機(jī)投產(chǎn)儀式，其將在湖南常德啟動(dòng)總投資2億元的生產(chǎn)線項(xiàng)目，主要投產(chǎn)自主研發(fā)的DiSS數(shù)字步進(jìn)掃描光刻機(jī)，2022年預(yù)計(jì)年產(chǎn)150臺(tái)設(shè)備。

熟悉或者留心光刻機(jī)市場(chǎng)的小伙伴一定清楚，即便是ASML一年的產(chǎn)量也達(dá)不到150臺(tái)，可為何一家不甚知名的國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)企業(yè)能做到呢？冷靜下來(lái)仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，這150臺(tái)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)總價(jià)值2億元，顯然，這絕非全球半導(dǎo)體科技企業(yè)爭(zhēng)搶的DUV光刻機(jī)或EUV光刻機(jī)。

電腦報(bào)記者仔細(xì)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，源卓微電子裝備有限公司此次帶來(lái)的光刻機(jī)全稱為DiSS數(shù)字光刻機(jī)（Digital-Step-Scan），根據(jù)需求而言，源卓微電子的DiSS數(shù)字步進(jìn)掃描光刻機(jī)擁有強(qiáng)大的應(yīng)用能力，和主流的EUV、DUV光刻機(jī)不同，它的應(yīng)用范圍雖然小眾，卻也能發(fā)揮重要的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

目前，源卓微電子掌握的設(shè)備還包括DiSS-28D、DiSS-35T等系列產(chǎn)品，算上2022年投產(chǎn)的項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將在DiSS系列上取得更大的產(chǎn)業(yè)突破。

在一定程度上來(lái)看，源卓微電子自研的DiSS數(shù)字光刻機(jī)正式投產(chǎn)的意義非常重大，不僅可以助力國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，而且還補(bǔ)齊了我們?cè)诠饪虣C(jī)基礎(chǔ)技術(shù)和供應(yīng)體系等方面的短板。

從全球角度來(lái)看，半導(dǎo)體前道光刻機(jī)長(zhǎng)期由ASML、尼康和佳能三家把持，從2012-2019歷年全球半導(dǎo)體前道光刻機(jī)出貨比例可以看出，ASML、尼康、佳能三家公司幾乎占據(jù)了99%的市場(chǎng)份額，其中ASML光刻機(jī)市場(chǎng)份額常年在60%以上，市場(chǎng)地位極其穩(wěn)固。

因此，全球光刻機(jī)市場(chǎng)實(shí)際上是AML一家獨(dú)大。2019年的光刻機(jī)高端市場(chǎng)中，EUV方面ASML獨(dú)占鰲頭，市占率100%。從EUV、ArFi、ArF機(jī)型的出貨來(lái)看，全年共出貨154臺(tái)，其中ASML出貨130臺(tái)，在高端市場(chǎng)占有84%的份額。

尼康在高端光刻機(jī)市場(chǎng)仍有一席之地，佳能則完全退出高端市場(chǎng)，將其業(yè)務(wù)重點(diǎn)集中于中低端光刻機(jī)市場(chǎng)。中低端光刻機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品包括封裝光刻機(jī)、LED光刻機(jī)以及面板光刻機(jī)等，與復(fù)雜的IC前道制造相比，工藝要求和技術(shù)壁壘較低，佳能憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)拿下不少的中低端市場(chǎng)份額。

在行業(yè)發(fā)展方面，ASML旗下的TWINSCAN系列是目前世界上精度最高、生產(chǎn)效率最高、應(yīng)用最為廣泛的高端光刻機(jī)型。最新的TWINSCAN NXE：3400C可用于生產(chǎn)5nm的芯片，2019年共交付了9臺(tái)。目前全球絕大多數(shù)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商，都向ASML采購(gòu)TWINSCAN機(jī)型。

市場(chǎng)上主力機(jī)種是XT系列以及NXT系列，為ArF和KrF激光光源，XT系列是成熟的機(jī)型，分為干式和沉浸式兩種，而NXT系列則是現(xiàn)在主推的高端機(jī)型，全部為沉浸式。此外，AML最新推出的0.55NA的新機(jī)型EXE：5000樣機(jī)，可用于2納米生產(chǎn)。

顯然，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)企業(yè)想要在高端型號(hào)上同AML直接抗衡并不現(xiàn)實(shí)，但借助我國(guó)日趨完整且龐大的半導(dǎo)體生態(tài)，或能成功地在中低端AML市場(chǎng)撕開(kāi)一道口子。

當(dāng)前，中國(guó)晶圓代工需求占全球代工總需求比重日益提升。根據(jù)IBS顯示，2018年中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司對(duì)晶圓制造需求約805億元，占全球晶圓代工規(guī)模4，088億元的19.7%，到2025年時(shí)需求上升漲至30.5%。在這樣的格局下，中國(guó)對(duì)于半導(dǎo)體制造設(shè)備的需求以及資本投入將會(huì)日益提高，進(jìn)而為國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)設(shè)備的成長(zhǎng)提供了有利的大環(huán)境。

隨著第三次全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)晶圓廠投資加速，光刻機(jī)作為新建晶圓廠的核心資本支出，市場(chǎng)空間進(jìn)一步打開(kāi)。28nm作為當(dāng)前關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，工藝制程從90nm突破至28nm，對(duì)于國(guó)產(chǎn)替代具有重大戰(zhàn)略意義。

為推動(dòng)我國(guó)集成電路制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升我國(guó)集成電路制造裝備、工藝及材料技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，充分調(diào)動(dòng)國(guó)內(nèi)力量為重大專項(xiàng)的有效實(shí)施發(fā)揮作用，國(guó)家決定實(shí)施科技重大專項(xiàng)《極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝》項(xiàng)目。該項(xiàng)目因次序排在國(guó)家重大專項(xiàng)所列16個(gè)重大專項(xiàng)第二位，在行業(yè)內(nèi)被稱為“02專項(xiàng)”。

國(guó)內(nèi)多家企業(yè)攜手發(fā)揮1+1>2的能力，成為國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)破局的關(guān)鍵推力。在 02專項(xiàng)的十三五規(guī)劃中，突破28nm浸沒(méi)式光刻機(jī)及核心組件被列入戰(zhàn)略目標(biāo)，舉全國(guó)之力，匯集頂級(jí)科研人才開(kāi)啟“光刻機(jī)雙工作臺(tái)系統(tǒng)樣機(jī)研發(fā)”項(xiàng)目、“超分辨光刻裝備研制”項(xiàng)目、“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，現(xiàn)均取得重大突破。

實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)的國(guó)產(chǎn)替代并不是某一企業(yè)能夠單獨(dú)完成的，需要光刻產(chǎn)業(yè)鏈的頂尖企業(yè)相互配合。光刻產(chǎn)業(yè)鏈可拆分為兩個(gè)部分，一是光刻機(jī)核心組件，包括光源、鏡頭、雙工作臺(tái)、浸沒(méi)系統(tǒng)等關(guān)鍵子系統(tǒng)，二是光刻配套設(shè)施，包括光刻膠、光掩模板、涂膠顯影設(shè)備等。

上海微電子將在2021年交付的28nm光刻機(jī)正是源于以下核心企業(yè)以舉國(guó)之力在各自細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)突破：上海微電子負(fù)責(zé)光刻機(jī)設(shè)計(jì)和總體集成，北京科益虹源提供光源系統(tǒng)，北京國(guó)望光學(xué)提供物鏡系統(tǒng)，國(guó)科精密提供曝光光學(xué)系統(tǒng)，華卓精科提供雙工作臺(tái)，浙江啟爾機(jī)電提供浸沒(méi)系統(tǒng)。

而在人們關(guān)心的中國(guó)光刻機(jī)水平方面，從2009年開(kāi)始算起，中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)一路攻堅(jiān)克難，國(guó)產(chǎn)首套90納米高端光刻機(jī)已經(jīng)成功研制。2020年6月，上海微電子設(shè)備有限公司透露，將在2021-2022年交付首臺(tái)國(guó)產(chǎn)28nm工藝浸沒(méi)式光刻機(jī)。消息一出，意味著國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)工藝從以前的90nm一舉突破到28nm。

雖然國(guó)產(chǎn)90nm光刻機(jī)對(duì)于7nm頂尖制程存在較大差距，但像手機(jī)內(nèi)部主板上的射頻芯片、藍(lán)牙芯片、功放芯片、路由器上的芯片、各種電器的驅(qū)動(dòng)芯片等用的還是28-90nm工藝的芯片。光電所微細(xì)加工光學(xué)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制出來(lái)的SP光刻機(jī)是世界上第一臺(tái)單次成像達(dá)到22納米的光刻機(jī)，結(jié)合多重曝光技術(shù)，可以用于制備10納米以下的信息器件。這不僅是世界上光學(xué)光刻的一次重大變革，也將加快推進(jìn)工業(yè)4.0，實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025年的美好愿景。

在我國(guó)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)發(fā)展歷程里，28nm是非常重要的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。在工藝進(jìn)入28nm以下制程之后的較長(zhǎng)一段時(shí)間里，20nm和16/14nm制程的成本一度高于28nm，與摩爾定律60多年的運(yùn)行規(guī)律相反。這也使得28nm制程工藝極具性價(jià)比。

即便是目前手機(jī)芯片即將進(jìn)入5nm制程，但是在物聯(lián)網(wǎng)等眾多市場(chǎng)，28nm仍然是主流制程工藝節(jié)點(diǎn)，不少晶圓廠基于28nm推出了在成本、功耗、性能等方面更具優(yōu)勢(shì)的工藝。在 實(shí) 際 應(yīng) 用 里 ， 28nm 光 刻 機(jī) 并 不 是 僅 能 用 來(lái) 生 產(chǎn) 28nm 芯 片 ， 經(jīng) 多 重 曝 光 后 可 生 產(chǎn)14nm/10nm/7nm芯片，這與目前主流芯片已無(wú)本質(zhì)區(qū)別。

當(dāng)前28納米在非核心芯片領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如消費(fèi)電子領(lǐng)域、微控制器領(lǐng)域、射頻領(lǐng)域、手機(jī)AP及基帶領(lǐng)域、圖形傳感器領(lǐng)域、混合信號(hào)領(lǐng)域等。

不過(guò)值得注意的是，在我國(guó)光刻機(jī)逐步成長(zhǎng)的同時(shí)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞EUV光刻機(jī)已經(jīng)展開(kāi)了新一輪的爭(zhēng)奪戰(zhàn)，內(nèi)外兩手抓才是國(guó)內(nèi)光刻機(jī)生態(tài)崛起的關(guān)鍵！