众所周知，在当前的芯片制造环节中，光刻是其中一个必不可少的重要环节。而光刻就需要用到光刻机，而7nm及以下芯片的光刻时，就需要用到EUV光刻机。EUV光刻机非常复杂，全球只有ASML一家企业能够生产。

同时EUV光刻机成本非常高，一台EUV光刻机售价超过10亿元，最新的0.55数值孔径的EUV光刻机，价格更是超过3亿美元（20亿元）。

这对于一般的晶圆企业而言，是不可承受的成本，所以一直以来，业界都探讨EUV光刻机的替代方案。

美企突破光刻机技术

台积电和ASML这两家企业，是一路相辅相成走过来的，如今又是同病相怜，拥有着各自领域全球最顶尖的技术，但因为无法摆脱含美少部分技术，直接被拿住了“七寸”，并且逐步跨入了“陷阱”中，成为了老美限制中国半导体产业的“棋子”。

台积电如今算是丧失了斗志，作为负责人的刘德音，多次表态：“大陆市场没有那么重要，丢失的产能订单可以很快弥补回来，去美化产能的建设不是现阶段目标，目前最重要的是保持技术领先和工艺极致。”

这很显然又掉入了另外一个“坑”当中，目前大陆份额不足8%，且都是中低端产能，伴随着国内芯片厂商的快速崛起，随时都有可能被取代，而对美企客户的依赖程度达到了72%，放弃大陆市场那一刻开始，台积电就已经丢失了最好的“退路”。

反之ASML对目前的形势了解的更透彻，在老美扶持英特尔取代台积电曝光之后，ASML为了保住中国市场份额，直接选择了和老美“硬钢”，多次申明不会放弃中国市场，并且在行动上予以回应，不仅大量出货光刻机，还扩建配套工厂、扩展中国员工。

根据此前传出的消息，英特尔将会优先获取到下一代的EUV光刻机，意味着台积电的优先获取权已经被剥夺了，老美重振本土产业链的计划已经启动了，台积电和ASML都将成为“牺牲品”，目前美企已经展开了对于光刻机的研发，试图摆脱对EUV光刻机的依赖。

受到进出口限制的影响，ASML的EUV光刻机只能销售给特定客户，这也让各个国家启动了对于光刻技术的研发，试图摆脱被掌控的命运，而这个时候美企也开始落井下石，目前已经取得了相对应的成效，ASML的实际处境不容乐观。

美企Zyvex使用电子束光刻机，成功制造出了0.7nm的芯片，要知道受到摩尔定律的影响，目前可证实的极限工艺为1.4nm，而现阶段能够量产的最顶尖工艺为3nm，综合对比起来ASML并不具备优势。

据悉这种电子光束精度是比EUV要高的，可以用于后续光子芯片的制造，5nm芯片就已经需要在指甲盖大小的空间，集成上百亿根的晶体管，依靠目前的技术显然是无法突破，而电子光束光刻机已经突破到了原子级，一旦成功研发并商用的话，ASML的技术很有可能被取代。

毕竟EUV光刻机产能有限，很多芯片厂商都获取不到，只能利用DUV光刻机来解决问题，而美光科技就利用多重曝光技术，成功推出了1β工艺，有效提升了芯片15%的能效，以及35%的内存密度，接近于EUV光刻机的效果，并且样品已经成功推动给了客户。



三大光刻技术 各有所爱

目前已经被确定的替代EUV光刻机的方案已经有三种，分别是1、纳米压印光刻（NIL）；2、直接自组装（DSA）光刻；3、电子束光刻（EBL）。

EBL电子束光刻机，大家可能熟悉了，上述美国公司Zyvex就搞出了一台电子束光刻机(EBL)，并制造了768皮米（0.768nm），不过这种光刻方式速度慢，不可能用于在规模芯片制造。

而纳米压印光刻技术，目前被佳能押注，目前佳能已经能够提供NIL光刻机，比如东芝，就一直想用NIL光刻机来生产NAND闪存，同时在NIL光刻专利中，佳能遥遥领先。

当然，目前NIL光刻机还不能与EUV光刻机相比，NIL光刻机远远达不到EUV的精度，但未来能可就说不准了。

DSA光刻，目前没有一定特定的厂商在下注，就像佳能对于NIL技术一样。但如下图所示，在NIL、EUV、DSA三大光刻机上，巨头们都早已布局了。

佳能当然主要布局NIL，在NIL专利中占绝对优势，至于EUV方面，基本上不关注，DSA光刻基本放弃。

而台积电、三星这两大晶圆巨头，则是NIL、EUV、DSA三大光刻技术，都是做了准备，不过EUV光刻的专利相对多一点，再是NIL,最后是DSA。

而ASML当然发力EUV，但对NIL也比较关注，专利方面，EUV有345件，而NIL上也有187件，在DSA上则只有16件。

蔡司作为EUV光刻机的重要供应链，主要还是发务EUV，专利上占到了353件，而NIL也有38件，DSA则为0。

很明显，被ASML垄断了EUV光刻机后，鉴于成本、产能等问题，EUV光刻机其实也面临着非常大的竞争，也许现在还看不到对手，但未来还真说不准。



中国光刻机的三次“突破”

在1952年，我国步入计算机科研，国家也正是成立了计算机科研小组，而此时的中国相对于外国来讲，GDP仍然差距较大。

直到1956年，我国正式开始重视半导体产业，并且成功研制出第一只晶体三极管，从此中国进入半导体的新纪元，然而此时相对世界上第一只三极管的诞生已经过去了长达9年的时间。

伴随着晶体管的研发成功，我国相关的科研进度也飞速加快，然而“天公不作美”，尽管我国努力在向着光刻机制造产业前进，但仍然困难重重。

1961年，美国GCA公司成功制造出第一台接触式光刻机，再加上新中国建立初期，美国、英国等17个国家就成立了国际巴黎统筹委员会，主要是为了限制成员国向发展中国家出口物资和高新技术，中国也在封禁的行列之中。

而光刻机，也被该委员会列为尖端科技产品，对于中国实施禁运，此时的中国也正式遭遇第一次“高科技卡脖”。

基础实力差，加上外国这样的“绊脚石”，让中国不得不主张自行研发。

1977年，历经10年之久的中国经过自己的不懈努力，上海光学机械厂成功制造出JKG-3型接触式半自动光刻机。

这也代表着此时的中国半导体产业正在紧跟外国的科技发展步伐，然而真正距离美国制造出的光刻机已经相差近二十年，并且就在同年，美国再次推出了真正的自动化光刻机。

后来的中国通过老一辈的科研工作者努力，正在一切向着前进的方向发展，然而本以为将会顺利发展、步入快车道的中国光科技产业，在1984年遭遇了“中断”。

伴随着日后光刻机市场霸主ASML的诞生而打破，并且随着中国重视重心逐步趋向于其他行业，中国在80年代底，开始主张“造不如买”的政策。使得自身的科研进度逐步减缓，以至于中国的集成电路在科研、教育等方面出现脱节，自主研发的道路越走越窄。

取而代之的是数以万千的廉价劳动力，尽管后来尽力去跟进研发，但由于自身发展原因加上大环境影响，导致曾经辉煌一时的半导体盛景已然成为“泡沫”。这也代表着中国由于自身原因遭遇第二次“卡脖”。

历时20年之久，中国光刻机技术一直卡在193nm无法突破，中国随着发展也逐渐认识到半导体产业的重要性，开始探讨突破193nm的方法。而此时的ASML却已经开始了EUV光刻机的研发工作，并且成功在2010年正式研发出第一台EVU原型机。

此时的中国就已经意识到了其重要性，快速向半导体产业进军。恰巧2000年的中国，正是大量爱国人士回国创业的时代，他们带着外国的先进知识和经验，进一步促使中国半导体的产业得到光速发展。

2007年，上海微电子宣布研制出90nm的分布式投影光刻机，但由于大多数元器件来自国外，西方国家再次禁运，导致无法量产。后来国家为了解决这一难题，除了抓紧整机制造，还开始扶持一系列配套产业链的发展，在不懈努力下，光刻机产业也成功在2016年实现90nm的光刻机量产。

同年，中国的清华大学团队和华卓精科成功研发了光刻机双工作台系统样机，至此中国光刻机技术水平达到除ASML外的“外国”同步水平。

然而就在2019年，美国突然宣布对华为实施制裁，并且将制裁范围从芯片扩展至其他更多的领域，光刻机对华销售也在其中。而此时的中国，小于5nm的芯片晶圆只能依靠ASML的EVU光刻机生产，迫于美国的压力，荷兰只能妥协，中国因此迎来光刻机发展的第三次“卡脖”。

虽然迫于美国的压力，荷兰无法向中国出售先进制程的光刻机，但庞大的中国市场，让ASML无法拒绝其诱惑力，数据统计显示，在2022年第一季度，ASML共交付62台光刻机，其中21台DUV都成功销往中国。



中国封装光刻机已位居全球前三

中国光刻机领域传来了好消息。那就是我国的封装光刻机巨头长电科技获得了全球前三的好成绩，上半年营收达到了155.93亿元人民币。更重要的是，中国封装巨头还不仅仅只有长电科技，全球前10强有8家都是来自于中国，这给我国光刻机的未来增添了许多底气。恐怕大家还不知道封装光刻机是什么来头吧？其实封装光刻机不同于我们常见的ASML光刻机，封装光刻机是一种支持芯片堆叠技术的平台，与ASML的作用不同。

在未来的发展中，芯片堆叠技术将占据非常重要的位置，所以封装光刻机是未来必不可缺的发展领域。我们中国在这次的选择上十分聪明，因为在前段时间，荷兰ASML技术高管曾公开表示，EUV光刻机的技术研发似乎已经走到了头，未来想要继续研究更为高级的芯片，可能要换一条路了。那么封装光刻机很有可能就是未来光刻机的一条路。不得不说，中国院士倪光南说对了，国产芯片发展道路虽然艰难，但是只要我们一步一个脚印走下去，才能将核心技术握在手中，届时就没人敢小看我们了。