今天小編分享的科技經驗：國產套刻8nm光刻機引争議，我們追趕對象真的是ASML嗎？，歡迎閲讀。
文 | 孫永傑
日前，工信部印發的《首台 ( 套 ) 重大技術裝備推廣應用指導目錄 ( 2024 年版 ) 》（以下簡稱 " 目錄 "）中顯示，中國已攻克氟化氩光刻機，其中該目錄中，公開可見的與光刻機代際水平和性能等密切相關的光源 193 納米，分辨率≤ 65nm，套刻≤ 8nm 指标引發了業内的關注。
幾乎是與此同時，上海微電子披露了一項名為 " 極紫外輻射發生裝置及光刻設備 " 的發明專利。兩則消息湊在一起，某些媒體和所謂大 V 們據稱撰文稱，該設備可以用于生產 8 納米及以下工藝的芯片制造，甚至 EUV 光刻機的推出也是指日可待。于是乎又一波中國通過自主創新，突破封鎖的情緒開始蔓延。
事實究竟如何？
差距 15-20 年，ASML 領先太多
針對我們開篇所説的情緒蔓延，也有不乏理性的媒體和業内人士，從客觀真實的角度分析了我們這個所謂的氟化氩光刻機可能具備的真實代際水平和性能（注：我們之所以使用 " 可能 "，是因為目錄中披露的信息相當不完整，例如關鍵的 NA 數值孔徑、產能等），這裏我們不再贅述，有興趣的讀者可以自行搜索（如果有幸還能找到的話，不過我們強烈推薦微信公眾号 " 梓豪談芯 " 中相關的原創文章）。
我們這裏只是簡單説下人家得出的結論。此次國產套刻指标≤ 8nm 的氟化氩光刻機，實際制程約為 55nm，技術水平僅相當于 ASML 于 2015 年二季度出貨的 TWINSCAN XT 1460K，甚至部分關鍵指标不如 ASML 2006 年推出的幹式 DUV 光刻機 XT 1450，所以總體差距在 15 — 20 年。
對标有失偏頗，曝出尼康 NSR-S636E 狠角色
曾幾何時，我們在光刻機領網域，始終将 ASML 作為主要的追趕對象，包括此次目錄中引發争議的套刻指标≤ 8nm 的氟化氩光刻機，業内也都是将其與 ASML 類似的機型作為對比（目的是為了推斷出咱們這款光刻機的實際水平），例如我們之前提及的 ASML 于 2015 年二季度出貨的 TWINSCAN XT 1460K，也有的将其與 ASML 的 TWINSCAN NXT 1980Fi 對比，例如知名的《南華早報》。
從客觀的角度看，我們認為《南華早報》的這個對比有失偏頗，畢竟 TWINSCAN NXT 1980Fi 采用的是浸沒式，而業内可以确認的是，我們的套刻≤ 8nm 氟化氩光刻機采用的依然是幹式。
不要小看這文字上的差異，其實相較于傳統的幹法光刻，浸潤式光刻利用液體浸潤光刻膠層，能夠在光刻過程中更好地處理表面不平整和凹凸不平的結構。這種工藝能夠提高分辨率和制程的一致性。
由此看，TWINSCAN NXT 1980Fi 與我們的套刻≤ 8nm 氟化氩光刻機在制造方法上（根據光源分類）存在着質的差異，放在一起比較有失公允，畢竟從光刻機制造的演進路徑，浸潤式光刻全面領先于幹式光刻理所當然。
不過話又説回來，實際接近 TWINSCAN XT 1460K 的水平（采用的是幹式），但《南華早報》将套刻≤ 8nm 氟化氩光刻機與 TWINSCAN NXT 1980Fi 放在一起，也許是想讓人們誤認為是同一水平，只是個别指标的差異吧。
為了便于理解，此處我們簡單介紹下光刻機以光源劃分的光刻機制造的演進路徑。
根據所用光源分類，光刻機經歷了 5 代產品發展。
第一代為 g 線型，屬于可見光源，最初為接觸接近式光刻機，使用光源為 436nm 的 g-line，對應 800-250nm 工藝；
第二代為 i 線型，屬于紫外光源（UV），最初為接觸接近式光刻機，使用光源為 365nm 的 i-line，對應 800-250nm 工藝；
第三代為 KrF 型，屬于深紫外光源（DUV），初代為掃描投影式光刻機，采用 248n 的 KrF 光源，對應 180-130nm 工藝；
第四代為 ArF 型，屬于深紫外光源（DUV），采用 193nm 的 ArF 光源，分為步進掃描投影式光刻機（幹式）和浸沒式步進掃描投影式光刻機（濕式），分别對應 130-65nm 和 45-7nm 工藝（38nm 以下開始使用多重曝光工藝）；
第五代為 EUV 型（極紫外），為步進掃描投影式光刻機，采用 13.5nm 的 EUV 光源，對應 7-3nm 工藝。
需要説明的是，為了進一步提升分辨率，未來的光刻技術将采用高數值孔徑（High-NA）EUV 光刻機。這種技術通過提高光學系統的數值孔徑來實現更高的分辨率，從而滿足更小技術節點的需求。而在今年 1 月，ASML 首台 High-NA EUV 光刻機的主要組件抵達英特爾，随後在 3 月初，英特爾分享了一段視頻，展示了在英特爾位于美國俄勒岡州的 D1X 工廠内，ASML 工程團隊安裝調試的部分畫面。
回到咱們的套刻≤ 8nm 氟化氩光刻機，還是《南華早報》的那張對比圖，我們意外發現了尼康浸潤式 ArF 光刻機 NSR-S636E 的身影。而實話實説，要不是《南華早報》的那張對比圖，我們真的是不會想到尼康的，盡管在當下的光刻機市場，ASML、尼康和佳能是高市場的三甲（好像都沒有第四）幾乎壟斷了該市場的 100%。事實是，在目前的浸沒式光刻機市場，目前全球僅有 ASML 和尼康兩家公司可以生產。而 NSR-S636E 是去年年底尼康發布的。
于無聲處聽驚雷，日本浸潤式 DUV 光刻機趕超 ASML
提及尼康的 NSR-S636E，從發布的關鍵技術指标看，這款曝光機由于采用增強型 iAS 設計，可用于高精度測量、圓翹曲和畸變校正，重疊精度 ( MMO ) 更高，不超過 2.1 納米，分辨率小于 38 納米，鏡頭孔徑 1.35，對比當前型号，它的整體生產效率可提高 10-15％，創下尼康光刻設備的新高，產能（wph）高達 280 片 / 小時以上（所有尼康半導體光刻系統中生產率最高），停機時間更短，價格比競品便宜 20-30％左右。
那麼問題來了，尼康的 NSR-S636E 處在什麼水平呢？
從《南華早報》圖中其與 TWINSCAN NXT 1980Fi 的技術指标對比，可以説二者伯仲難分。這裏我們需要補充説明的是，ASML 的 1980Fi 是其 1980i 系列中的一個最新型号，該系列還包含 1980Di 等多個型号。
值得一提的是，1980Fi 和核心技術指标與更先進的 2000i 型号一致，但 1980Fi 的產能（wph）高達 330 片 / 小時以上，甚至超過 2000i 的水平。那麼以此來衡量的話，除了 EUV，在浸潤式 DUV 光刻機市場，尼康 NSR-S636E 已經接近，甚至是該市場最好的光刻機（超越 ASML）。
對此，有業内稱，NSR-S636E 可以直接光刻加工量產型 5nm 制程芯片，這個説法盡管有些誇張，但足見其在浸潤式 DUV 光刻機市場的潛在實力。
更為可貴的是，NSR-S636E 是我們的企業和媒體經常挂在嘴邊上的完全國產。例如其光源使用的是日本 gigaphoton 公司（注：它是日本最大工程機械企業小松旗下的半導體企業，在光刻設備的 DUV 光源領網域，Gigaphoton 與 ASML 旗下的 Cymer 平分市場，即在光源這個光電子領網域最上遊的環節中，Gigaphoton 和 Cymer 是僅存的兩家有能力開發次世代極紫外光刻機用 LPP 型激光等離子體光源的制造商）的準分子 ArF 光源、日本 JTEM 機構的超高表面精度反射式 mirror、尼康自己的單工件台等。這點與 ASML 光刻機主要依賴全球化的進口零件形成了鮮明對比。
當然，我們這裏并非説 NSR-S636E 就是所有零部件 100% 國產，至少在我們前述的核心技術和部件都是國產，例如在重要的光源方面，ASML 一直使用的是德國的蔡司，而 NSR-S636E 使用的則是日本 gigaphoton 公司的。
其實通過 NSR-S636E，我們看到的不僅是尼康，而是在光刻機整個產業鏈上，日本所具備的不容小觑的真正的自主創新能力。
而除了技術外，最讓我們欣賞的還有尼康的低調。據日經新聞此前報道，這是尼康時隔二十多年再次投放光刻機新品，且已經達到，甚至超越 ASML 在浸潤式 DUV 光刻機市場的水平，但我們卻鮮見日本國内有像近日我們的套刻≤ 8nm 氟化氩光刻機被列入目錄時，某些媒體及所謂大 V 們的高漲情緒和近乎技術盲般、無腦式的吹捧。
俗話説得好：低調做人，高調做事。對于一個企業和產業尤其如此，特别是在非市場因素對于我們極為不利，且越來越苛刻的當下，惟有低調才可以讓我們赢得自主創新和國產化的時間。
寫在最後：
綜上，我們認為，此次國產套刻 8nm 光刻機引争議背後，除了再次暴露出我們的差距外，也應讓我們重新審視在光刻機領網域的對手和學習的對象到底是誰？也許我們過去太過于關注 ASML，而忽略了日本，尤其是它們在光刻機領網域那種低調、務實、深耕國產化的創新和不懈的企業精神。
從這個意義上看，日本才是我們最現實的對手，畢竟我們光刻機的水平還處在低端的幹式階段，下一步則是浸潤式，而日本尼康則踐行了國產化在浸潤式超越 ASML 的可能，其中個把的技術、經驗等無疑更值得我們借鑑。
