「國產光刻機」打破國際壟斷局面？技術突破與商業現實不同調

日前，中國科學院光電技術研究所的「超分辨光刻裝備研製」項目通過驗收，宣稱成功研製出世界首台分辨力最高的紫外超分辨光刻裝備，被眾多媒體視為打破晶元製造的核心設備「光刻機」被國際大廠壟斷，因此引發高度關注，然隔天，不少專家提出意見，指出這樣的技術只是原理機，無法用在 IC 製造上，只能用在特殊納米器件的加工，呈現完全不同的看法。

根據報導，中科院光電所花了 7 年時間，突破了多項關鍵技術，才完成國際上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻裝備研製，在 365 納米光源波長下，單次曝光最高線寬分辨力達到 22 nm，結合多重曝光技術後，甚至可用於製造 10 nm 級別的晶元，對比現在 ASML 主流的光刻機技術是 193 nm 波長深紫外光（DUV），光刻分辨力只有 38 nm，這個「超分辨光刻裝備研製」項目彷彿撼動了光刻機巨頭 ASML，更填補了國內光刻機技術的空白。

（來源：麻省理工科技評論）

然而，事實上真的如此嗎？連日本設備大廠都逐漸被邊緣化的光刻機技術，真的被「7 年」磨一劍的中科院光電追趕上了嗎？答案是否定的。

許多研究科學家投入研發各種光刻技術來製作納米級的晶元，其中近場光刻也是其中一種技術，在光學干涉中所用的金屬狹縫為光傳播至遠場的行為，但當狹縫縮減到奈米時，它將出現不一樣的傳播現像，因此無光學繞射限制的近場技術被提出，此外，電子束（e-beam）技術也是有不少科學家投入研究，台積電就曾經投入電子束技術的研發。

據了解，中科院這次提出的光刻設備是指近場曝光設備，不能用來做大規模生產，且只是原理機，距離主流商用的 ArF 浸沒式投影光刻機在視場、成品率、套刻精度和產率等方面沒有可比性，也無法用於 IC 替代投影光刻，只能用於一些特殊納米器件的加工。

再者，在這台樣機或許可以在小批量、小視場（幾平方毫米）、工藝層少且套刻精度低、低成品率、小基片尺寸且產率低（每小時幾片）的一些特殊納米器件加工，業界認為，這樣的技術雖然對於打破國際市場上光刻機壟斷的局面沒有幫助，但可以一定程度地替代電子束技術（e-beam）技術。

業界認為，「超分辨光刻裝備研製」項目用於主流晶元的製造是不可能實現的，然被許多媒體因不解其中技術差異，而誤導渲染成該技術已經可以替代既有商用化設備技術，進而打破既有光刻機市場少數廠商獨大的局面，這其實與實際狀況有相當大的落差。

不可否認的是，中科院此次在光刻機技術上的突破確實令外界興奮，但技術的突破只是第一步，在商用化的進程中，仍有相當長的一段路要走，特別是晶元產業鏈已然非常成熟，整體生態也已大致底定，新技術或者新設備的出現，除了本身的技術差異性與創新性外，更要考慮到商業化的運作機制能否跟上腳步。中國半導體產業確實即將迎來一個新的拐點，但在實際的突圍策略上，則可能需要更縝密的思考。

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