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光刻机国产替代空间广阔!
发布于 2025-07-11 22:30 阅读()
茂莱光学CEO范一在4月11日举行的2024年度业绩说明会上表示,截至目前,公司在研的光刻前道缺陷光学量测技术项目已完成光刻机紫外检测系统样机的工艺改K8凯发善和验证工作,我们正尝试在今年进行小批量样机试制。当前国际形势动荡。产业链自主可控迫切性将更加凸显,光刻机作为亟待突破的领域,有望陆续获得市场关注。
根据国际光电工程学会(SPIE)的最新消息,中国科学院取得了重大技术突破,成功研制出了新型的固态DUV(深紫外)激光器,该设备能够发射出193纳米的相干光波。这项技术的重要意义在于,193纳米的波长正是当前半导体曝光技术中所采用的波长,与现有的DUV曝光技术标准相吻合。这意味着该技术有望推动半导体制造工艺进一步发展至3纳米级别。 研究团队在1553纳米光束路径加入螺旋相位板,使最终输出的193纳米激光携带轨道角动量,形成类似DNA双螺旋的环形光场。这种涡旋光束能对微纳颗粒施加扭矩,相当于用光制造出‘镊子’,可精确操控纳米级物体。更实际的意义在于半导体制造。当前光刻机使用的平面波激光在曝光时会产生衍射极限,而涡旋光束的环形强度分布理论上可将特征尺寸缩小30%。该技术若与现有ArF准分子激光器结合,有望突破2纳米以下制程瓶颈。
光K8凯发刻工艺是集成电路制造的关键步骤,光刻机是半导体工业皇冠上的明珠。光刻机作为所有半导体制造设备中难度最高、最难突破的一环,占晶圆生产设备总市场的24%。从UV到EUV,光刻机经历了五代发展和进化,每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。根据前瞻研究院数据,光刻机由光源、曝光和双工作台三大核心系统组成,一台EUV光刻机内含有超10万个精密零部件,全球供应商超过5000家。
其中光学系统最重要的子系统之一,约占整体光刻机成本的30%。 根据观知海内信咨询,2020年全球光刻机市场规模为170.9亿美元,预计2024年将达315亿美元。光刻机行业属于寡头垄断格局,市场份额集中,ASML出货量市占率63%,营收市占率81%。在高端光刻机(EUV、ArFi、ArF)市场,ASML的出货量占据优势,市占率分别为100%/95%/87%。而Nikon和Canon则凭借价格优势占据中低端光刻机(KrF、i-line)市场。
美国联合荷兰对我国半导体产业实施多轮制裁,目前来看,EUV完全对我国禁售,ASML的2000i及以上的浸没式光刻机的出口许可证也于2024年年初失效,稍低端的1980i和1970i的出口则需要荷兰政府的许可证,实施光刻机整机自主可控是大势所趋。此外,BIS于2022年年底将国产光刻机厂商上海微纳入实体清单,基本不可能从美国获得《出口管理条例》所列物项和技术,而目前成熟光刻机的一些核心零部件依赖美国供应商,因此国产光刻机的零部件供应链的国产化建设也至关重要。
2002年,光刻机被正式列入“863重大科技攻关计划”,同时上海微电子装备有限公司成立,并于2007年宣布研制出90nm工艺的分布式投影光刻机。2008年国家成立“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”(02专项),在02专项的支持下,一批相关企业和科研机构在曝光光学系统、双工件台、光刻胶等关键技术和零部件方面取得了突破。2016年上海微电子90nmArF光刻机SSA600系列实现出货。整体而言,国内光刻机产业不断进步,国产替代空间广阔。
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