純國產光刻機通過國家驗收，「中國芯」未來一片光明

根據新華社報導，國家重大科研裝備研製項目「超分辨光刻裝備研製」29日正式通過驗收。

該光刻機由中國科學院光電技術研究所研製，光刻分辨力達到22納米，結合雙重曝光技術後，未來還可用於製造10納米級別的晶片。

光刻機是製造晶片的核心裝備，是晶片製造的技術基石。

晶片良品率取決於晶圓廠整體水平，但加工精度完全取決於核心——光刻機。

光刻機製造晶片的過程類似照片沖印的技術，把母版上的精細圖形通過曝光轉移至矽片上，一般來說，光刻分辨力越高，加工的晶片集成度也就越高。

但傳統光刻技術由於受到光學衍射效應的影響，分辨力進一步提高受到很大限制。

本次中國自主研發的光刻機在365納米光源波長下，單次曝光最高線寬分辨力達到22納米。

項目在原理上突破分辨力衍射極限，建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發新路線。

為獲得更高分辨力，傳統上採用縮短光波、增加成像系統數值孔徑等技術路徑來改進光刻機，但技術難度極高，裝備成本也極高，而本次國產光刻機的厲害之處在於用365nm波長能直接刻出22nm，繞過了比較困難的縮短波長和增加孔徑的老技術路線，突破國外相關智慧財產權壁壘，與技術的未來空間更加廣闊。

目前國際社會上，光刻機基本被荷蘭阿斯麥公司(ASML)壟斷，雖然部分其他廠商同樣具有製造光刻機的能力，但是技術遠不及阿斯麥公司，其生產的光刻機只能在低端領域使用。

作為國際市場上唯一獲得認證的高尖端光刻機製造商，在瓦森納協議以及美國的共同阻攔下，阿斯麥公司製造的光刻機不僅年產量稀少、價格昂貴，並且拒絕對中國出售。

國際四大技術不擴散協議之一的瓦森納協議是一項由美國、俄羅斯、英國、日本、韓國等40個國家簽署，管制傳統武器及軍商兩用貨品出口的條約，其目的在於對諸如中國、朝鮮、以色列等國家進行封鎖。

雖然瓦森納締約安排中規定，成員國自行決定敏感產品和技術的出口許可，並在自願向「安排」其他成員國通報有關信息。

但實際上這份「安排」實際上完全受美國控制。

也正是因此，雖然台積電擁有製作晶片的技術，但是瓦森納協議的制約，台積電的製程技術未經美國允許，不得向其他企業、國家、機構出讓，甚至連台積電在海外設置晶圓FAB都要按照瓦森納協議條款審核。

台積電在南京獨資設立的16nm製程12英寸晶圓廠，也受到了美國的百般阻撓，最終以當時的執政黨國民黨在立法院的優勢，困難重重地通過了南京晶圓廠的投資國會審核。

阿斯麥公司在2017年只生產了12台光刻機，2018年預計能產24台，這些都已經被台積電三星英特爾搶完了。

有意思的是，2009年上海微電子的90納米光刻機研製成功(核心部件進口)，2010年美帝允許90nm以上設備銷售給中國，後來中國開始攻關65nm光刻機(核心部件進口)後，2015年美帝允許65nm以上設備銷售給中國，而當中科院長春光電所在去年六月完成波像差優於0.75 nm RMS 的兩鏡EUV 光刻物鏡系統，構建了EUV 光刻曝光裝置後，2019年度的預測40台生產份額立刻開放了一台出口份額給到了中芯國際。

本次光刻機的自主研發，也標誌著美國對中國在晶片領域的封鎖終結，中國的晶片製造將相比過去實現質的飛躍。

根據項目副總設計師胡松介紹，中科院光電所此次通過驗收的表面等離子體超分辨光刻裝備，打破了傳統路線格局，形成一條全新的納米光學光刻技術路線，具有完全自主智慧財產權，為超材料/超表面、第三代光學器件、廣義晶片等變革性領域的跨越式發展提供了製造工具。

據了解，這種超分辨光刻裝備製造的相關器件已在中國航天科技集團公司第八研究院、電子科技大學、四川大學華西醫院、中科院微系統所等多家科研院所和高校的重大研究任務中得到應用。