前沿導(dǎo)讀

荷蘭高科技學(xué)院董事總經(jīng)理瑞尼·雷吉梅克在接受采訪時表示，發(fā)展國產(chǎn)的光刻技術(shù)確實(shí)可以學(xué)到很多，但是把研發(fā)光刻機(jī)的錢投資到其他領(lǐng)域或許會有更好的效果。你當(dāng)然也可以去復(fù)制ASML的技術(shù)路線，但你越是復(fù)制，你就越落后。探索一些新技術(shù)可能會有回報，如果只知道照搬復(fù)制，那么最終結(jié)果只能是淪為他人的跟隨者。

復(fù)制技術(shù)

通過逆向工程的方法去復(fù)制競爭對手的技術(shù)設(shè)備，并且在后來的發(fā)展中壓制對方，這個情況是真實(shí)存在的。

80年的光刻機(jī)霸主是美國GCA公司，其次是美國的珀金埃爾默公司。

1978年，GCA公司推出了世界第一臺自動化步進(jìn)投影式光刻機(jī)，分辨率達(dá)到1:10，并且每曝光完一塊芯片后，自動挪到下一塊。盡管該光刻機(jī)的售價達(dá)到了45萬美元一臺，但是依然供不應(yīng)求。雖然該產(chǎn)品不是行業(yè)內(nèi)的第一臺曝光機(jī)，但是該產(chǎn)品開創(chuàng)了具有現(xiàn)代意義的光刻機(jī)產(chǎn)品，后續(xù)的DUV和EUV光刻機(jī)均屬于該類型的產(chǎn)品。

隨著光刻機(jī)進(jìn)入投影時代，鏡頭的質(zhì)量尤為重要。日本的佳能和尼康是傳統(tǒng)的光學(xué)企業(yè)，在光學(xué)鏡頭領(lǐng)域有著先天優(yōu)勢，所以這兩家企業(yè)在日本政府推動的超大規(guī)模集成電路計劃中成為了指定的光刻機(jī)制造商。

在起步階段，尼康為了縮短研發(fā)時間，便與日本NEC公司達(dá)成合作，以NEC公司的名義采購了一臺美國GCA的光刻機(jī)，隨后該光刻機(jī)被尼康團(tuán)隊的工程師進(jìn)行拆解，通過逆向工程的方法推導(dǎo)出了整個光刻機(jī)的制造流程。

1981年，尼康首款光刻機(jī)宣布上市。但是技術(shù)機(jī)構(gòu)與購買客戶都發(fā)現(xiàn)尼康的光刻機(jī)與GCA的光刻機(jī)非常相似，從框架到晶圓臺，從晶圓臺到對準(zhǔn)系統(tǒng)，幾乎一模一樣。為了壓制GCA，尼康還破天荒的搞起來了客戶服務(wù)。

GCA的光刻機(jī)里面只有一套說明，而尼康的光刻機(jī)里面除了說明，還有5名工程師的服務(wù)包，這極大增強(qiáng)了尼康光刻機(jī)的可靠性與市場口碑。

彼時的美國GCA對于尼康復(fù)制其技術(shù)的行為毫不在意，并且還宣稱尼康的光刻機(jī)不可能達(dá)到GCA的水平，尼康的光刻機(jī)看似賣的不錯，實(shí)際上都是日本國內(nèi)企業(yè)自己消化了。

隨著日本半導(dǎo)體技術(shù)的崛起與美國企業(yè)的狂妄自大，GCA開始走下坡路，讓出來的市場份額被日本企業(yè)吞并了一大半。尼康憑借著照搬復(fù)制的方法，成為了光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)新一代的霸主。美國GCA由于經(jīng)營問題被硅谷集團(tuán)收購，隨后硅谷集團(tuán)又在2001年被荷蘭ASML收購。

2008年，ASML宣布與臺積電聯(lián)合開發(fā)的浸潤式光刻機(jī)NXT：1950i研發(fā)完成準(zhǔn)備交付。該設(shè)備采用了臺積電研發(fā)處長林本堅新開創(chuàng)的浸潤式技術(shù)，照明波長為134nm，并且同時支持雙工作臺運(yùn)行。

浸潤式光刻機(jī)的推出，直接革了日本光刻機(jī)的技術(shù)命脈，ASML接替尼康和佳能，成為了光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的龍頭老大。尼康在后來也推出了浸潤式光刻機(jī)，但是ASML又制造了EUV光刻機(jī)，EUV的推出，讓ASML徹底站穩(wěn)了光刻機(jī)老大的地位。

技術(shù)革新

現(xiàn)在中國芯片產(chǎn)業(yè)所存在的最大瓶頸就是先進(jìn)的光刻機(jī)設(shè)備，制造國產(chǎn)7nm芯片可以用ASML的浸潤式加上自對準(zhǔn)多重圖案化技術(shù)來解決，但是想要繼續(xù)發(fā)展晶體管數(shù)量更多、性能更強(qiáng)并且涉及到ai訓(xùn)練的先進(jìn)芯片，EUV設(shè)備是必須要解決的問題。

繼續(xù)沿用老方法所帶來的后果一方面是性能提升幅度小，另一方面就是良品率很低，經(jīng)濟(jì)投入巨大。

想要解決現(xiàn)在的困境，可行的路線有兩條。

一條是走傳統(tǒng)光刻技術(shù)，采用與ASML一樣的LPP技術(shù)（激光轟擊錫滴產(chǎn)生等離子體），或者是采用LDP技術(shù)（激光誘導(dǎo)放電等離子體），另一條路線就是采用納米壓印等非傳統(tǒng)的技術(shù)手段。

采用與ASML一樣的LPP技術(shù)，會涉及到國外的技術(shù)專利，單是蔡司的光學(xué)成像專利就已經(jīng)達(dá)到了1500項以上，除此之外還有ASML的對準(zhǔn)專利和美國西盟的激光器專利。如果走這條路線，那么專利壁壘是一個困難度極高的挑戰(zhàn)，需要從頭開發(fā)各項零件，這也是國產(chǎn)EUV光刻機(jī)研發(fā)20年以上的核心原因。

LDP技術(shù)已經(jīng)有國內(nèi)企業(yè)在持續(xù)推進(jìn)，但是由于其采用的技術(shù)邏輯與主流的LPP不同，整個供應(yīng)鏈都需要重新調(diào)整，還需要花費(fèi)大量時間解決設(shè)備量產(chǎn)和芯片良率的問題。

而納米壓印屬于非傳統(tǒng)路線，目前只有日本佳能和中國璞璘科技在進(jìn)行商業(yè)化發(fā)展。

佳能已經(jīng)將納米壓印技術(shù)應(yīng)用到先進(jìn)存儲芯片的制造中，由于先進(jìn)邏輯芯片的每層圖案復(fù)雜，而且圖案樣式都不一樣，采用納米壓印技術(shù)會導(dǎo)致其出現(xiàn)圖案偏差從而降低良品率，所以納米壓印一直沒有成為主流的芯片制造技術(shù)。

璞璘科技的納米壓印設(shè)備已經(jīng)交付給了國內(nèi)特色工藝的客戶進(jìn)行使用，市場化發(fā)展良好，但目前的技術(shù)設(shè)備還無法解決先進(jìn)邏輯芯片的制造問題。