国产光刻机背后的希望芯东西（公众号：aichip001）作

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芯东西（公众号：aichip001）
作者 | 温淑
编辑 | 心缘
国产光刻机的研发进程，似乎越发“扑朔迷离” 。
今年六月份有消息传出，国产光刻机龙头上海微电子将在一年内交付用于28nm制程生产的193nm ArF光刻机。
另外，据方正证券今年发布的相关研报，国家02专项光刻机项目二期曾设定，拟于2020年12月验收由上海微电子设计集成的193nm ArF浸没式DUV光刻机。
这一技术突破无疑极具重要意义。要知道，此前上海微电子能量产的最先进光刻机，已被卡在90nm制程上四年之久。但是，现在时间迈进12月中旬，我们却并未看到有关这台光刻机的确凿消息。
这一背景下，中国的IC前道用先进光刻机研发之路，究竟走得怎么样了？那台传言中的ArF光刻机背后，又有哪些玩家的身影？
芯东西挖掘国产193nm ArF浸没式DUV光刻机背后的研发故事，发现除了国产光刻机龙头上海微电子，其他5家“低调”的企业亦承担了重要角色。
今年以来，中美贸易摩擦加剧、全球范围内疫情肆虐等种种因素，为国内半导体产业链开启了“hard”模式。其中，光刻机被“卡脖子”的问题，既是国产半导体产业的远虑，更是近忧。
芯东西了解到，面向这一难题，包括上海微电子在内的上述六家国产光刻机产业链玩家，正致力于攻关先进光刻机各个部件的技术壁垒。
今天，我们挖掘这六家企业身上的故事，盘点国产光刻产业链的“星星之火” 。
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六家国产光刻机产业链玩家汇总
一、光刻：十三年磨一剑背后的中国芯片业隐痛半导体产业链可分为芯片设计、制造、封测三大环节，在芯片制造几百道工序之中，光刻是最重要的步骤之一，直接定义了晶体管的尺寸。
光刻机是中国芯片业发展的一道短板，这已经不是新闻。尽管如此，提起中国可量产的光刻机已被卡在90nm制程4年，这个时间跨度仍令人心惊。
2007年，中国光刻机龙头企业上海微电子宣布突破365nm光波长的DUV光刻技术，该技术可用于90nm芯片制程的生产。 2016年，上海微电子SSX600系列的三款步进扫描投影光刻机实现量产，其中SSA600/20光刻机分辨率达到90nm 。从2007国产光刻技术突破90nm分辨率至今，国产玩家十三年磨一剑。其间，尽管国产光刻机玩家不断探索，但始终未实现更先进光刻机的量产。
然而， 90nm制程的芯片一般用于电源管理芯片、MCU等非核心芯片的生产，并不能满足手机处理器等产品的需求。
目前，大陆晶圆代工龙头中芯国际14nm晶圆代工产线上，使用的是荷兰光刻机厂商ASML的设备。
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上海微电子SSX600系列光刻机
直到今年，中国光刻机研发工作似乎出现进展。今年早些时候曾传出消息，称上海微电子已经研发出可用于22nm芯片生产的光刻机，但并未透露相关光刻机型号，芯东西也未找到确凿的信源。
相比之下，上海微电子突破28nm芯片制程用光刻机技术壁垒的消息更为可信。
据方正证券今年发布的一份研报，在02专项光刻机项目二期中，设定于2020年12月验收193nm ArF浸没式DUV光刻机，这款光刻机直接对标国际光刻龙头ASML现阶段最强DUV光刻机TWINSCAN NXT：2000i 。
相比90nm制程芯片， 28nm制程的芯片能制造出性能更为优越的芯片产品。尽管短时间内可能无法实现193nm ArF浸没式DUV光刻机的量产，但这一技术突破的战略意义毋庸置疑。
要知道，理论上来说， 193nm光波长ArF浸没式DUV光刻机可用于7nm制程芯片的生产。目前，全球拥有193nm光波长ArF浸没式DUV光刻机生产量产能力的玩家中，数得上名字的也仅有占据80%全球光刻份额的ASML ，以及分食剩余市份的尼康和佳能。
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近三年ASML、尼康、佳能光刻机出货量情况
跨越13年研发，这台可用于28nm制程芯片生产的光刻机，可以说被中国芯片业期盼已久。
二、上海微电子：深紫外线光刻机水平有望追平ASML从技术层面来讲，光刻是指利用光学–化学反应原理，将电路图转移到晶圆表面的工艺技术，而光刻机则是光刻工序中的一种投影曝光系统。
光刻机可分为无掩模光刻机和有掩模光刻机，前者技术壁垒相对较低，一般用于高分辨率掩模版、集成电路原型验证芯片等特定芯片的小批量制造。而卡住国产半导体产业链“脖子”的，则是技术壁垒较高的有掩模光刻机，有掩模光刻机目前多用于先进制程的前道工艺中。