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中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！

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近日，相关媒体消息称，上海微电子正极力研发28纳米浸润式DUV光刻机，预计在2023年底将交付国产第一台SSA/800-10W光刻机设备。此前，国家知识产权局公布了一项华为新的专利。反射镜、光刻设备及其控制方法在极紫外光刻及核心技术上取得突破性进展。
 
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！
 
4月，哈工大宣布实现了“电能转化等离子体线路”,实现了DPP-EUV光源。
7月23日起，日本针对尖端半导体制造设备出口的限制措施正式生效。共有6大类23种设备被纳入出口限制，覆盖了芯片光刻、刻蚀、检测各个环节。
7月14日，彭博社消息，荷兰光刻机巨头阿斯麦公司（ASML）与中国客户的合作将面临美荷更严格的管制。 新规要求从9月1日开始。
7月5日，由日本政府支持的日本产业革新投资机构（JIC）同意以约9093亿日元（折合约64亿美元）收购全球市场份额第一的日本光刻胶巨头JSR。
据中国的专利记录显示，清华大学（中国的“麻省理工学院”）、南京大学、中国科学院以及总部位于安徽合肥的Specreation公司，都在过去一年内申请了EUV光源技术的专利。
据海关数据，截至2023年5月，我国已成功减少了455亿颗芯片的进口数量。基于这一规模，预计今年我国将进一步减少超过1000亿颗芯片的进口量。
01

制造一台高端光刻机到底有多难
光刻机又名掩模对准曝光机，是芯片制造流程中光刻工艺的核心设备。芯片的制造流程极其复杂，而光刻工艺是制造流程中最关键的一步，光刻确定了芯片的关键尺寸，在整个芯片的制造过程中约占据了整体制造成本的35%。
 
芯片制造用的前道光刻机，主要应用于晶圆制造，并且随着芯片制程越小，晶圆尺寸越大，光刻机的要求就越高。
 
典型产品就是EUV，主要由四部分构成：极端紫外光源、反射投影系统、光刻模板（mask）、能够用于极端紫外的光刻涂层（photo-resist）。帮助台积电等晶圆代工厂实现5nm、3nm等先进制程工艺。
 
芯片制造用的后道光刻机，主要用于封测，正是国产光刻机厂商的主力战场。
 
第三种是面板光刻机，主要用于分立器件、LED等制造。
 
目前数据显示，在EUV、ArFi、ArF等三个高端机型上，ASML出货量占比分别为100%、95%、87%。
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！图1 光刻机产品解析表  来源：头豹研究院
 
据了解，一台荷兰ASML的EUV光刻机需要10万多个零件，而且90%以上的零配件是由全球各国供应的。比如轴承是由瑞典来设计和制造，镜头是由德国蔡司公司生产，激光设备是由日本设计并提供等等。
 
通俗地说：如果没有ASML的顶级光刻机，也就造不出来高工艺水平的芯片。
 
当前，我国光刻机产业处处被“卡脖子”。上海微电子副董事长贺荣明曾在受访时表示：“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。”
 
另外，台积电赴美之前，张忠谋也曾公然表示：“就算给大陆10万亿美元，他们也不可能造出一颗高端芯片”。
 
中芯国际孟良松曾含泪说到：其实我们早就攻克了7nm生产工艺，无奈的是EUV光刻机无法拿到，所以目前止步于12nm。
02

ASML对中国态度大反转

西方国家开始动摇

ASML光刻机，最新进展。ASML 持续改进 DUV 系统。全新 NXT:2100i 具有 4 个新功能，可改善未来逻辑和 DRAM 的重叠和边缘放置错误。
 
据季度财务电话会议来看，ASML 目前已发货超过 200 个 NXE:3400/3600 系统。从总数看来，这个统计是有缺失的，因为当下统计是基于 ASML 的销售数字，然后发货和统计销售之间存在一些延迟。但可以预计的是，NXE:3600D 要么是/要么很快就会成为出货量最多的系统。
 
ASML 将继续对其产品线进行不懈的改进计划。更快、更精确的 DUV 和 0.33 NA EUV 工具。开发即将推出的 0.55NA 高 NA EUV 工具，甚至超越高 NA 到可能的超 NA 工具。
 
最近，一位荷兰工程师在社交网站上发表说：“物理定律全世界都是一样的，荷兰既然能做到，中国也一定能制造出顶级光刻机，只是时间问题而已”。
 
目前，我国在芯片领域频频突破。
 
中科院院士郭光灿和中科院量子信息重点实验室副主任郭国平教授，联合创立的本源量子公司突然宣布：已经掌握了量子芯片工业软件设计的核心技术，并且成功研发了首款量子芯片设计软件。在光芯片、3D堆叠加等技术领域中国也早已开始布局，并且也取得不错的成绩，这些都可绕开ASML的EUV光刻机。
 
论EUV光刻机核心技术中的工件平台而言，中国华卓精密科技有限公司自研的双工件台，彻底打破了ASML的技术垄断，成为了全球第二家掌握双工件平台核心技术的企业！
 
近日，上海微电子，预计在2023年底将交付国产第一台SSA/800-10W光刻机设备。
 
另外，哈工大在光刻机领域更是频频突破。2月，宣布自研超精密高速激光干涉仪，并荣获世界光子大会“金燧奖”金奖这样的顶级奖项；3月份在激光领域再获重大突破，为研发小型化短波激光器提供了全新的解决方案；4月，又宣布实现了“电能转化等离子体线路”,实现了DPP-EUV光源。
 
近日，在ASML年度股东大会上，ASML总裁表示，中国寻求开发自己的半导体制造设备合情合理。
 
美国要求ASML禁止向中国出售DUV光刻机，被ASML直接拒绝，表示中国是芯片产业链重要一环，不可能绕过中国。荷兰高管甚至警告美国：ASML是欧洲企业，美国没有权利干涉我们把光刻机卖给谁！
 
目前，ASML在中国市场的影响力日益增强，中国大陆的芯片制造商正在积极备货并向ASML下更多的订单。从第一季度到第二季度，中国大陆营收占ASML总营收比例从8%增长到了24%。这一数据再次证明了中国市场对ASML的重要性。
03

任重道远 国产替代进行时

日本在半导体芯片领域依然拥有话语权。以半导体光刻胶为例，日本垄断了全球87%的市场份额。在光刻机中，尼康和佳能的DUV光刻机也占有一定的市场份额。
 
三星集团的CEO就曾表示:“如果光刻机缺少了光刻胶，那么光刻机就是一堆废铁。”
 
现在10nm制程以下的光刻胶，基本上只有日企能够生产。 
 
不同制程的光刻机，对应着不同波长的光线，对应着就需使用不同种类的光刻胶。
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！
 
EUV光刻机，用于7纳米以下支撑，极紫外光的波长小于13.5纳米，用EUV光刻胶。
 
DUV光刻机，采用深紫外光，波长193纳米，用ArF光刻胶（或者ArFi光刻胶），也可以简称“A胶”。 
 
微米级别，光的波长248纳米，得用KrF光刻胶，或者称“K胶”。
 
相对来说最容易，为g线和i线的光刻胶，波长436纳米和365纳米。  
 
现如今，g线和i线的光刻胶市场相对饱和，国产化率也比较高。
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！
 
而高端光刻胶需要严格控制金属杂质含量，国内精细化工方面水平略显不足。但在整个半导体光刻胶市场中，EUV只占到1%，A胶和K胶，合计占了82%，这也是我们现阶段努力攻破的重点，国内企业任重道远。
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！
 
最近，江苏徐州小厂一举打破日本长达20年的垄断，将国产光刻胶的纯度提升10倍，使KrF、ArF高端光刻胶实现量产。成为目前国内唯一实现上游材料100%国产化的光刻胶公司。这让外媒再次被震撼：“低估中国，是犯大错！”
 
在国产化替代的道路上，光刻机的上下游均涌现出了一批优秀供应商，比如光刻机光源系统厂商福晶科技，物镜系统厂商奥普光电，光掩膜版厂商菲利华，缺陷检测厂商东方晶源，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。
 
光刻机具体厂家名录：（排名不分先后）
 
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光刻胶具体厂家名录：（排名不分先后）
 
中国能制造出高端光刻机，国产半导体设备厂商迎新机遇！
 
我国通过自主研发和创新，依靠庞大的市场需求，逐渐减少了对外部技术和设备的依赖，并取得了一系列突破。因此，在光刻机、芯片等领域，我们日益崛起，成为全球科技发展的领导者。
 
与此同时，我国将继续致力于加大力度，在关键领域进一步推动自主研发和创新。这不仅为我国持续发展提供了动力，也为全球科技进步做出了积极贡献。

来源：EDA365电子论坛

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