國產(chǎn)光刻機(jī)如何突圍？

近日，有消息稱，上海微電子正致力于研發(fā)28納米浸沒式光刻機(jī)，預(yù)計(jì)在2023年年底將國產(chǎn)第一臺(tái)SSA/800-10W光刻機(jī)設(shè)備交付市場。此前，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布了一項(xiàng)華為新的專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”，在極紫外線光刻機(jī)核心技術(shù)上取得突破性進(jìn)展。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是全球主要國家的戰(zhàn)略高地。美國、荷蘭、日本先后對(duì)光刻機(jī)等半導(dǎo)體制造設(shè)備出口進(jìn)行限制，我國將于8月1日起對(duì)鎵、鍺相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制。想要不被“卡脖子”，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自主可控是必經(jīng)之路。光刻機(jī)“卡脖子”問題具體體現(xiàn)在哪兒？我國企業(yè)已經(jīng)取得了哪些進(jìn)展？國產(chǎn)量子芯片領(lǐng)域能否把握發(fā)展先機(jī)？《證券日?qǐng)?bào)》記者近日就此調(diào)研了部分上市公司，采訪了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界多位專家。

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業(yè)內(nèi)人士普遍表示，我國企業(yè)加快核心領(lǐng)域自主研發(fā)，光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上下游正不斷涌現(xiàn)出新進(jìn)展、新成果，國產(chǎn)化加速向前。“中國芯”正在崛起。

光刻機(jī)領(lǐng)域突破不斷

光刻機(jī)又名掩模對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)，被稱為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠”，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最精密的設(shè)備，是制造芯片的核心裝備。光刻機(jī)技術(shù)有多難？業(yè)界有形象的比喻，用光在晶圓上畫圖，相當(dāng)于兩架客機(jī)齊頭并進(jìn)，一架機(jī)翼上掛一把刀，另一架飛機(jī)上粘一顆米粒，用刀在米粒上刻字。

目前，全球能生產(chǎn)光刻機(jī)的廠商寥寥無幾，荷蘭阿斯麥、日本尼康和佳能占據(jù)了主要市場。其中，阿斯麥技術(shù)最為領(lǐng)先，它是唯一能生產(chǎn)極紫外線光刻機(jī)的廠家，這種光刻機(jī)可實(shí)現(xiàn)7納米甚至5納米工藝。阿斯麥第一大股東是美國資本國際集團(tuán)，第二大股東是美國的黑巖集團(tuán)。

中國在光刻機(jī)技術(shù)方面曾站在世界“第一方陣”，1965年研制出了65型接觸式光刻機(jī)，1985年研制出的分步光刻機(jī)樣機(jī)，當(dāng)時(shí)與國外先進(jìn)水平差距不超過7年，但此后，我國開始從國外購買光刻機(jī)。自20世紀(jì)90年代起，阿斯麥等國外企業(yè)卻迅速崛起。

眼下，我國光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)處處被“卡脖子”。接受本報(bào)記者調(diào)研的企業(yè)稱：“卡脖子”的難點(diǎn)主要在兩處：一是光源，光刻機(jī)要求體系小、功率高而穩(wěn)定的光源；二是鏡片，為了讓光線能夠精確地照射到硅片上刻畫出微小的圖案，需要一系列高精度和高光滑度的鏡片來聚焦和校準(zhǔn)光線。

上海微電子副董事長賀榮明在受訪時(shí)表示：“2002年，我國專家出國考察時(shí)，對(duì)方工程師說，哪怕把所有圖紙都給你們，你們也未必能做出光刻機(jī)。”回國后，賀榮明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)夜以繼日攻關(guān)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過5年終于在曝光這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)取得重大突破，之后不斷闖關(guān)。目前，上海微電子已可量產(chǎn)90納米分辨率的SSX600系列光刻機(jī)，28納米分辨率的光刻機(jī)也有望取得突破。

國產(chǎn)化率日漸提升

賀榮明帶領(lǐng)的上海微電子，僅僅是我國企業(yè)在光刻機(jī)走向自主可控進(jìn)程中付出努力的一個(gè)縮影。近年來，多家A股上市公司已經(jīng)進(jìn)入到光刻機(jī)全球產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之中，包括光刻機(jī)光源系統(tǒng)廠商福晶科技，物鏡系統(tǒng)廠商奧普光電，涂膠顯影廠商芯源微、富創(chuàng)精密，光掩膜版廠商清溢光電、華潤微，缺陷檢測廠商精測電子，光刻膠廠商南大光電、容大感光，光刻氣體廠商雅克科技、華特氣體等。

其中，富創(chuàng)精密是阿斯麥的供應(yīng)商之一，全球?yàn)閿?shù)不多的能夠量產(chǎn)應(yīng)用于7納米工藝制程半導(dǎo)體設(shè)備的精密零部件制造商。對(duì)于國產(chǎn)化問題，富創(chuàng)精密表示：“公司將在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)備精密零部件的國產(chǎn)化。”

華特氣體則表示：“公司產(chǎn)品已批量供應(yīng)14納米、7納米等產(chǎn)線，部分氟碳類產(chǎn)品、氫化物已進(jìn)入到5納米的先進(jìn)制程工藝中使用。”

中微公司將產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展歸功于資本市場的助力。中微公司董秘劉曉宇表示：“資本市場不僅解決了公司資金需求，并且?guī)韽V泛的社會(huì)資源和產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)。”

隨著產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的共同努力，光刻機(jī)的國產(chǎn)化率日漸提升。

浙商證券研報(bào)表示，當(dāng)前我國在清洗、熱處理、去膠設(shè)備的國產(chǎn)化率分別達(dá)到34%、40%、90%；在涂膠顯影、刻蝕、真空鍍膜的國產(chǎn)化率達(dá)到10%至30%；在原子層沉積、光刻、量測檢測、離子注入的國產(chǎn)化率暫時(shí)低于5%。

正如工銀投行研究中心信息技術(shù)行業(yè)首席分析師許可源所言，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)碎片化趨勢(shì)顯現(xiàn)，對(duì)于我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，國產(chǎn)替代成為未來發(fā)展的長期邏輯。隨著國內(nèi)半導(dǎo)體制造和封測產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張，將為國內(nèi)設(shè)備廠商提供更多驗(yàn)證與導(dǎo)入的機(jī)遇，帶動(dòng)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和市場上的突破。

有望借量子技術(shù)換道超車

除了上述各領(lǐng)域的創(chuàng)新外，被譽(yù)為新一輪科技革命的戰(zhàn)略制高點(diǎn)——量子科學(xué)領(lǐng)域，中國位列全球“第一方陣”。量子計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算能力大大超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的極限，這為“中國芯”換道超車提供了技術(shù)支持。

目前，華為的超導(dǎo)量子芯片專利技術(shù)，大幅提升量子芯片的良率，已經(jīng)超過了英特爾；本源量子已經(jīng)研發(fā)出中國首個(gè)自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)本源悟源。

中天匯富投資控股集團(tuán)董事長、本源量子創(chuàng)業(yè)合伙人黃罡向《證券日?qǐng)?bào)》記者表示：“公司從誕生之日開始，就把實(shí)現(xiàn)自主可控作為根本目標(biāo)。我國有龐大的應(yīng)用場景，有生機(jī)勃發(fā)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為量子技術(shù)發(fā)展提供沃土。”

不管是科技攻關(guān)還是換道超車，都離不開國家政策的護(hù)航。國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，要加強(qiáng)原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)。

“近年來，在許多科技創(chuàng)新的關(guān)鍵領(lǐng)域，我國取得的成果可圈可點(diǎn)，一些企業(yè)脫穎而出進(jìn)入國際市場參與全球化競爭，這與我國高度重視并出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行資源支持密不可分。”中央財(cái)經(jīng)大學(xué)數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合創(chuàng)新發(fā)展中心主任陳端向《證券日?qǐng)?bào)》記者表示。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長于燮康也對(duì)記者表示：“盡管我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨技術(shù)等各種挑戰(zhàn)，但高速增長的國內(nèi)市場規(guī)模也為產(chǎn)業(yè)升級(jí)優(yōu)化提供了重要機(jī)遇。”(記者 李昱丞　見習(xí)記者 丁蓉)

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