上微与光刻巨头ASML合作 有利于提升本土技术实力-科工力量

【本文转自微信公众号“科工力量”（ID：guanchacaijing）】

日前，中国半导体产业研发机构上海集成电路研发中心宣布与国际光刻巨头ASML签订合作备忘录，将在上海合作共建一个半导体光刻人才培训中心。

其实，这并不是ASML与国内单位第一次合作——在几个月前，上海微电子装备（集团）股份有限公司（SMEE）宣布与之签署战略合作备忘录。联系到近年来多家国内单位取得光刻机技术突破。也许在攻克光刻机技术难关方面，中国和很多领域一样，选择了两条腿走路的方式。

高端光刻机基本依赖进口

光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠，研发最新型的光刻机的技术门槛和资金门槛非常高。目前全球高端光刻机市场基本被荷兰ASML垄断，Intel、台积电、联电、三星、格罗方德、中芯国际等世界驰名的晶圆厂都是ASML的大客户。最先进的EUV光刻机全球仅仅ASML能够生产——Intel、三星、台积电用来加工10nm芯片的光刻机都是购买自ASML。

正是因为技术上的垄断地位，以及光刻机本身研发成本高、制造成本不菲，ASML的EUV光刻机售价非常高，在去年第三季度和第四季度出售的两台EUV光刻机售价都超过1亿美元，落后EUV一代的ArF光刻机平均售价也在4000万至5000万欧元左右。

ASML EVU光刻机

ASML之所以能在高端光刻机领域独占鳌头，本质上也是西方国家科学技术充分整合的体现，ASML生产光刻机所用的关键零部件，比如光源、物镜其实也是西方供应商提供，像加工光学仪器的机床等一些设备也是源自德国。此外，Intel、台积电、三星都是ASML的股东之一，向ASML提供资金。

相比之下，国内光刻机厂商则显得非常寒酸，处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机，技术差距说是鸿沟都不为过，正是因此，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。

网上一些舆论很喜欢将中国在某个领域的技术水平和西方最先进的国家相比，然后得出一些非常悲观的结论。在光刻机方面，如果将中国与荷兰做对比也许就不那么合适了。毕竟中国在该项技术上，并非落后于某一个国家，而是在与整个西方的高端精密制造实力相较量。

国内单位在光刻机领域取得突破

正是因为高端光刻机是非常关键的半导体设备，国家对于实现高端光刻机国产化非常重视，《中国制造2025》将其列为了集成电路制造领域的发展重点。因此，即便在光刻机技术上中国与ASML的差距非常大，国内各单位其实也在刻苦攻坚，力争实现技术突破，以实现早日追赶上ASML。

在去年，成都光机所找到了一条能够绕开传统的193nm曝光的技术路线，利用长波长光源也可以得到一个突破衍射极限的分辨率的图形。在实验中，这种光刻机可以实现单次成像达到22纳米水平，如果结合多重曝光技术，就可以用于制备10纳米以下的信息器件。必须说明的是，这种技术如果能够产业化，那么相对于现有的技术而言，在成本上和安全性方面都会有一个很大的提升，而且成都光机所取得的技术突破是国内原创性技术。

去年5月，清华大学召开了“光刻机双工件台系统样机研发”项目验收会，专家组对项目任务完成情况予以高度评价，认为该双工件台系统的关键技术指标已达到国际同类光刻机双工件台水平，并一致同意该项目通过验收。

光刻机双工件台系统样机

光刻机双工件台系统有什么意义呢？工件台系统是光刻机的重要子系统，工件台系统的运行速度、加速度、系统稳定性和系统的定位建立时间对光刻机的生产精度和效率起着至关重要的作用。过去，光刻机只有一个工作台，所有流程都在一个工作台上完成。双工件台系统的出现，使得光刻机能够在不改变初始速度和加速度的条件下，当一个工作台在进行曝光工作的同时，另外一个工作台可以同时进行曝光之前的预对准工作，这样一来，能使光刻机的生产效率提高大约35%。

在去年年底，由长春光机所牵头承担的国家科技重大专项02专项——“极紫外光刻关键技术研究”项目顺利完成验收前现场测试。在长春光机所、成都光电所、上海光机所、中科院微电子所、北京理工大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学等参研单位耗费8年时间，突破了现阶段制约我国极紫外光刻发展的核心光学技术，初步建立了适应于极紫外光刻曝光光学系统研制的加工、检测、镀膜和系统集成平台，形成了一支具有国内领先、国际先进水平的研究队伍，为开展极紫外光刻曝光光学系统的工程研制奠定了坚实的人才与技术基础。根据官方披露的消息，计划在2030年实现EUV光刻机的国产化。

多项举措有利于提升本土技术实力

在今年3月，上海微电子装备（集团）股份有限公司与ASML签署战略合作备忘录。对于这个事情，有一些网友认为，上海微电子要去当“伪军”。但事实未必如此，在过去几年，ASML认为上海微电子的一些技术构成侵权，因而一直在打官司。不过知识产权方面的官司往往比较冗长，比如三星苹果世纪大战，又比如施乐、苹果、微软之间的连环诉讼。加上中国政府也在中间协调，最后ASML不胜其烦，索性就以合作的名义，拿一笔钱，就不打官司了。

为了更好的从中国市场获取利润也是ASML愿意合作的原因之一。由于中国大力扶持半导体产业，国内中芯国际、华力微等晶圆厂都制定了在几年后量产14nm芯片的计划，加上台积电、联电、格罗方德先后赴中国大陆投资建厂，中国半导体产业在几年后会迎来发展的井喷期，对高端光刻机的需求会大幅增加。而这也是ASML愿意和国内单位合作的重要原因——ASML与上海集成电路研发中心合作共建一个半导体光刻人才培训中心想必也是出自这个大背景。

未来，这个培训中心将拥有多款ASML的光刻设备和检测设备，也将逐步对国内半导体行业企业内的光刻工程师开放。这将大幅提高中国集成电路产业在高端和专业技术人才方面的培养力度。这对国内工程师熟悉设备工艺，提升光刻技能与专业知识具有积极的促进作用。

此外，据消息人士披露，上海微电子还订了一批Bumotec机床。Bumotec是瑞士斯达拉格旗下的子品牌，能制造世界顶尖的加工光学仪器的机床，据说比ASML用的德国机床还好点——一般人耳熟能详的那些高端机床，和斯达拉格不是一个世界的，斯达拉格专攻高精尖制造领域的制造设备，所以知道这个公司的人非常少。但名气小不意味着技术就不顶尖。相信随着这批机床的到货，有助于上海微电子攻克65nm光刻机的技术难关。

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