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文|硬核科普家

编辑|硬核科普家

在全球芯片产业的激烈竞争中，光刻机一直被视为最核心、最复杂的技术壁垒。

如今，随着中国官宣重大突破，一项令世界瞩目的消息传来——中国已成为全球唯一具备完整光刻机生产线的国家！

这是一次技术革命，更是中国打破技术封锁的关键一步。

然而，这个突破背后究竟意味着什么？

是科技自主的全新开端，还是国际竞争格局的重大变革？

中国光刻机技术的崛起之路

在21世纪初，芯片已经成为科技界的“顶流"，其重要性不言而喻。

芯片技术的发展日新月异，从最初的微米级到如今的纳米级，无时无刻不在挑战着人类的智慧和创造力。

芯片的制造工艺越来越复杂，对设备的要求也越来越高。

在这场技术革命中，光刻机无疑扮演着至关重要的角色。

它犹如一位精密的“画家"，在硅晶圆上描绘出一个个微观的电路图案，使芯片得以实现越来越强大的功能。

然而，长期以来，中国在这一领域一直处于追赶者的地位。

尽管国内的芯片制造企业不断发展壮大，但在光刻机这一关键设备上，却始终受制于人。

在芯片制造领域，光刻机就像是一台印钞机，谁掌握了它，谁就掌握了芯片产业的命脉。

全球光刻机市场长期被荷兰ASML、日本尼康和佳能等少数企业所垄断。

随着中国综合国力的不断提升，一些国家开始对中国实施技术封锁，限制芯片出口。

他们惧怕中国在高科技领域的崛起，担心中国掌握了核心技术后会对其构成威胁。

于是，他们利用各种手段，对中国企业进行打压和限制，试图遏制中国的技术进步。

然而，这种短视的做法非但没有阻挡中国前进的脚步，反而激发了中国自主创新的决心和斗志。

面对这种“卡脖子"的局面，中国政府和科技界意识到，必须要掌握核心技术，实现自主可控。

万事开头难，中国光刻机研发之路荆棘满布

研发光刻机，谈何容易？这是一项涉及光学、电子、材料、计算机等多重领域的系统工程，对技术要求之高可谓登峰造极。

光刻机要能将芯片上的电路图案微缩到纳米级别，对加工精度和稳定性的要求非常苛刻，哪怕是微小的偏差，都可能导致整批芯片报废。

光刻机的研发难度之大，可以用“登天"来形容。它需要掌握从光刻机光源、光学系统、投影物镜到精密机械等一系列关键技术，每一环都涉及大量的基础理论和工程实践。

以光刻机的核心部件——投影物镜为例，它需要将芯片上的微米级图案通过光学系统缩小并投影到硅片上，其表面精度要求达到纳米级别，哪怕是一个微小的瑕疵，都会导致成像质量严重下降。

而这样一个直径不足30厘米的物镜，其内部却由上百个透镜组成，每个透镜的加工难度都堪比登月。

可以说，光刻机的每一个零部件，都凝聚着无数科研人员的心血和智慧。

更重要的是，光刻机涉及的许多核心技术和零部件，长期以来被少数国家和企业所垄断。

他们利用自身的技术优势和市场地位，对关键零部件实施严格的出口管制，使得其他国家难以获得这些“命门"技术。

在这种情况下，中国研发团队面临的是一个几乎“零起点"的局面。没有图纸，没有经验，没有供应链，一切都要从头开始。

“向死而生”，中国光刻机“破茧成蝶”

功夫不负有心人。经过多年的努力，中国在光刻机技术上取得了重大突破。工信部正式公布，我国已经研发出KrF和ArF两种中高端光刻机，其中ArF光刻机的性能指标已经接近世界前三。

KrF晶圆直径300mm，照明波长248mm，分辨率≤110mm，套刻≤25nm。ArF晶圆直径300mm，照明波长193mm，分辨率≤65mm，套刻≤8nm两者对比而言，KrF 属于中端的产品，而 ArF 呢，技术难度更大，也更先进，属于高端产品。

这一喜讯，无疑是中国光刻机研发史上的一个重要里程碑。它标志着中国在这一关键领域已经迈入了世界先进行列，拥有了独立自主的研发能力，不再被人卡脖子。

这意味着，中国已经成为世界上为数不多能够自主生产高端光刻机的国家。

尽管与荷兰ASML等顶尖企业还有一定差距，但这已经是一个具有里程碑意义的成就。

毕竟，ASML的光刻机是集多个国家之力才研发出来的，其核心技术和零部件来自于全球各地的供应商。

而中国的光刻机，却是完全自主研发的成果，从设计到制造，从软件到硬件，都凝结着中国科研人员的心血和智慧。

这种“从0到1"的原创性突破，对于一个长期处于技术追赶地位的国家来说，意义非同一般。

专家指出，28纳米工艺芯片虽然不是世界最先进，但已经能够满足绝大多数的工业和民用需求。

当前，全球芯片制造业正处于28纳米到14纳米工艺的过渡期，而14纳米以下的先进制程仍主要集中在美国、韩国等少数国家手中。

在这种背景下，中国掌握28纳米光刻技术无疑具有重要的战略意义。

它不仅可以满足国内广大电子信息产业的需求，也为中国参与全球芯片市场竞争奠定了坚实基础。

从手机、电视到汽车、高铁，从无人机、卫星到各种军工产品，都离不开28纳米芯片的支持。

而随着国产光刻机的成熟和量产，中国有望在这一领域实现全面自主可控，摆脱“缺芯少魂"的窘境。

光刻机“国产化"，中国芯片产业迎来新的春天

国产光刻机的突破，为中国芯片产业打开了一扇新的大门。

新闻公布国产 65nm 干式光刻机确实是存在的，并且已经成熟到能够在市场上大量推广的程度。

而且 28nm 以上制程的芯片已经发展得很成熟，业内人士预计，随着研发和测试工作的不断深入，国产光刻机最迟将在2026-2028年实现大规模量产，届时将有越来越多的国产芯片投入使用，为各行各业赋能。

这一发展前景，令人无比振奋。

长期以来，中国电子信息产业虽然规模庞大，但核心技术和关键元器件严重依赖进口，产业链存在明显的“卡脖子"风险。

每年，中国为进口芯片支付的费用高达数千亿美元，这不仅增加了企业的生产成本，也对产业安全构成了严重威胁。

而随着国产光刻机的应用，这一局面有望得到根本改观。

一方面，国产光刻机的应用将大大降低芯片制造的成本，提高供应链的安全性和稳定性，为中国电子信息产业的发展注入新的活力。让我们一起期待吧！

参考资料：

分辨率≤65nm，国产光刻机引来里程碑突破 2024-09-15