我国光刻机技术新突破，与世界先进水平差距多少？美西方作何反应

显示全部楼层 · 2024-9-16 03:39:37

近期，我国光刻机技术取得重大突破。工业和信息化部 9 月 9 日印发《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024 年版）》通知，文件列表包含国产氟化氪光刻机（110nm），和氟化氩光刻机（65nm）的相关内容。“中国首台（套）重大技术装备”，是指国内实现重大技术突破、拥有知识产权、尚未取得明显市场业绩的装备产品，包括整机设备、核心系统和关键零部件等。国产氟化氪光刻机（110nm），和氟化氩光刻机（65nm）技术标准如下：

这个被誉为“工业皇冠上的明珠”的技术，我国这个新突破在世界居于什么地位，差距多大呢？

光刻机在我国发展历程。
新中国成立初期，百废待兴，国家为摆脱困境和满足建设需要，于1956年成立了一个科学规划小组，集中600多位科学家，开始编制新中国的第一个科技规划——《十二年科学技术发展规划》。在这个规划中，半导体技术被列为“四大紧急措施”之一。
1966年，中国科学院微电子研究所的前身——109厂与上海光学仪器厂协作，研制成功我国第一台65型接触式光刻机。而美国1961 年，美国GCA 公司制造出了第一台接触式光刻机。我国与美差距为5年。70年代初，美日等国分别研制出接近式光刻机，而由于国际“巴黎统筹委员会”（巴统）对华实行封锁禁运，并且彼时的中国与外界隔绝，拿不到任何国外的技术资料，国内一直停在接触式光刻机。此时差距有所扩大，为7年。
80年代后，清华大学精密仪器系、中电科45所等先后投入研制更先进的光刻机。国产光刻机研发获得长足进步。此时未来将称霸光刻机领域的ASML刚刚诞生。
1991 年 3 月，清华大学研制的第三代“自动对准分步投影光刻机”于北京展览馆参与“首届全国工业企业技术进步成就展览会”。当美、日专家亲眼目睹中国在遭受国外封锁与禁运的情形之下，独立自主地研发出具备国际一流水准的光刻机，且拥有全然的知识产权，皆惊诧万分，连连说道：“不可思议！”
中国光刻机的进步，引起西方警觉。美西方迫不及待地宣布：取消对华出口投影光刻机的禁运令。，可以向中国出口“分步投影光刻机”，而且价格比较优惠。在“造不如买”的理念冲击下，原先准备购买清华大学生产的投影光刻机的许多单位纷纷改变主意，取消订单，转而购买西方的光刻机。清华大学研发制造的新型自动光刻机自此没有了市场，失去了生存空间。此时“造不如买”的蔓延全国，我国光刻技术的研发和产业化开始停滞不前，实质上放弃了自主攻关。
1996年，欧美联合签订了《瓦森纳协议》，协议中宣布禁止中国人进入发达国家的半导体行业，且对中国的半导体技术贸易实行“N-2”原则（N-2指比最新技术低两个世代）。此后我国光刻机技术至少落后世界20年以上。
阿斯麦尔（ASML)公司的崛起。
如前所述，ASML公司成立于80年代，开始为一个名不见经传的小公司。然而短短十几年间，它整合美日德先进技术，成了光刻机领域的领头羊。 2000年，ASML推出双工件台光刻机，2003年ASML推出浸没式光刻机，至此ASML一举超越其他厂商，后来者居上。2013年，ASML推出第一台EUV量产产品，进一步加强行业垄断地位。目前ASML 光刻机全球市场份额达到了惊人的82%。（如图）

2022年全球光刻机TOP3市场份额占比情况图源：中泰证券

ASML公司利用其属于西方价值体系的优势，光刻机有90%以上物件出自其他供应商，比如美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等等。ASML仅仅把握着高度光刻机的核心技术制造便傲视全球。而我国，即便是较为突出的上海微电子光刻机制造厂却绝无这样也有利条件，更何况我国还处处受到西方国家掣肘。比如上海微电子厂一旦在制造技术上有突破，西方马上核查其零部件来源，发现有使用西方技术或零部件，马上断供。结果是只要涉及西方技术，我们这边即便研制出来，也不能实现市场化，也就无法回笼资金壮大自己。
我国先进光刻机制造的差距
2003年，ASML公司已制造出浸润式DUV光刻机，国产氟化氪光刻机和氟化氩光刻机属于此列，我们相差20年以上。
2015年ASML制造出)第一台极紫外（EUV）光刻工具原型并随后并实现量产。而我国仍在探索之中。当然，EUV光刻技术设备制造成本十分高昂，花费资金巨大，极紫外光刻光学系统的设计和制造也极其复杂，存在许多尚未解决的技术问题，但对这些难关的解决方案正在研究当中，一旦将这些难题解决，极紫外光刻技术在大规模集成电路生产应用过程中就不会有原理性的技术难关了。
从光刻机生产芯片曝光精度上来看，2003年ASML浸润式光刻机多次曝光达到5.5纳米。而我们目前氟化氩光刻机最高达到8纳米以下，也有二十年差距。
任重道远，但未来可期
目前光刻机市场主要的光刻机供应商有荷兰的ASML、日本的NIKON和CANON，以及中国的上海微电子装备(SMEE)。但高端光刻机市场只有ASML一家，ASML公司掌握82%的国际市场份额。短期内我们还看不到有超越的希望。但只要我们坚持独立自主，不断加大产业布局，努力构建完整的产业链，就有不断追赶甚至超越的可能。在当今的世界大势下，我们应牢记：“核心技术是买不来的”。唯有自力更生，才能打出一线生机。
我国光刻机技术进步与西方反应
我国光刻机技术取得重大突破，西方世界五味杂陈。首先是ASML公司所在国荷兰多次声称"中国自研光刻机是破环全球生态供应链“，对中国的进步”极为愤怒“。对美而言，拜登政府的精心构筑的高科技“小院高墙”政策面临失败重大风险。日本、韩国这些半导体制造大国也是不愿看到的。但历史的车轮滚滚前进，凭借中国人民的坚毅意志和不屈精神，美西方的遏制封锁，必将走上“封锁——失败——再封锁——再失败”的不归之路！

我国光刻机技术新突破，与世界先进水平差距多少？美西方作何反应

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