BBIN光刻机产业链上“用实力说话”的中国企业

　　在与日俱增的市场需求及全球缺芯的大环境下，芯片已然成为各国科技博弈中不谋而合的战略性指标，我国对于芯片的需求也越来越大，该领域正面临严重卡脖子的问题。突破芯片卡脖子难题的关键，则在于光刻环节。光刻机作为集成电路制造中最关键的设备，对芯片制作工艺有着决定性的影响，被誉为“超精密制造技术皇冠上的明珠”，制造和维护均需要高度的光学和电子工业基础。

　　简单来讲，光刻机工作原理跟照相机类似，不过它的底片是涂满光刻胶的硅片，各种电路图案经激光缩微投影曝光到光刻胶上，光刻胶的曝光部分与硅片进行反应，将其永久刻在硅片上，这就是芯片生产最重要的步骤。因此，光刻机的技术决定了集成电路的高度。同时，芯片制造以及背后的光刻机技术也成为了美国对华科技封锁的缩影。根据2020年国民经济和社会发展统计公报，2020年中国集成电路产量为2614.7亿块，较2019年同比增长29.6%，2016-2020年年均复合增速为18.7%，中国已成为全球规模最大、增速最快的集成电路市场。然而，另一组数据显示，

　　2020年集成电路进口量为5435亿块，较2019年同比增长18.8%，这表明中国集成电路市场对外依存度处于较高水平。这是因为光刻设备对光学技术和上游供应链的要求非常高，光刻机技术是全球化带来技术进步的结果，无明显的政府干预手段，这充分表明光刻机产业的垄断性并非如供水、供热等市政公用行业的区域性、局部市场的自然垄断，而是全球性的自然垄断，其垄断性质更强。从产业链来看，光刻机上游产业链主要包括测量台与曝光台（双工件台）、激光器、光速矫正器、能量控制器、光速形状设置、遮光器、能量探测器、掩膜版、掩膜台、物镜、内部封闭框架和减震器等11个模块的组件。上游最为核心设备分别为光学镜头、光学光源和双工件台。光刻机行业的下游主要是圆晶代工企业，下游主要决定了光刻机市场的需求。经过多年的努力追赶，中国光刻机产业链在一些领域已经实现了突破，初步打破国外巨头完全垄断的局面，让中国光刻机产业链拥有了追赶国际的基础能力。今天，《中国科技信息》给大家盘点十家在光刻机产业链上有所突破的中国企业。

　　华卓精科在双工件台方面，华卓精科打破了ASML在光刻机工件台上的技术垄断，成为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。

　　华卓精科在光刻机双工件台技术上的突破，也为中国自主研发65nm至28nm 双工件干台式及浸没式光刻机奠定了基础，成为生产国产光刻机的上海微电子的唯一工件台提供商建立初衷在于将清华大学在极大规模集成电路制造装备及成套工艺国家科技重大专项中积累的尖端技术落地产业化。

　　科益虹源北京科益虹源光电技术有限公司在国家大力推动科技成果转化的政策下于2016年7月成立，由中国科学院光电院、中国科学院微电子研究所、北京亦庄国际有限公司、中科院国有资产经营有限公司共同创立。在光源方面，科益虹源公司自主研发设计生产的首台高能准分子激光器，以高质量和低成本的优势，填补中国在准分子激光技术领域的空白，打破国外厂家对该技术产品长期市场垄断局面，

　　福晶科技股份有限公司主要从事非线性光学晶体、激光晶体、精密光学元件和激光器件的研发、生产和销售，其产品广泛应用于激光、光通讯、医疗设备、检测分析仪器等各诸多工业领域。该公司生产的KBBF晶体属于激光设备的上游关键零部件，KBBF晶体是目前可直接倍频产生EUV激光的非线性光学晶体，用于建造超高光分辨率光电子能谱仪、光刻技术等前沿领域。

　　奥普光学身为第三批专精特新企业，从事制造光机电一体化产品的高新技术企业，属于专用仪器仪表制造，主要业务为光电测控仪器设备、光学材料和光栅编码器等产品的研发、生产与销售。奥普光电的大股东为中科院长春光机所，其主要负责我国国产光刻机光源、光学部分的研发工作。在光学镜头方面，奥普光学提供的镜头可以做到90nm，但是与卡尔蔡司、Nikon等公司还有非常大的差距。

　　涂胶显影设备后道领域国内市占率第一，前道产品线实现全面突破。公司是国家02重大专项中唯一的涂胶显影设备厂商，后道产品在国内市占率第一，覆盖台积电及大陆主流封测厂。前道产品中，公司offline实现量产并获得上海华力、长江存储、中芯绍兴、士兰集科等晶圆厂订单，I-Line实现小批量产，KrF/ArF在长江存储、中芯绍兴、青岛芯恩等晶圆厂验证过程较为顺利，ArFi研发顺利。全球先进封装涂胶显影设备市场空间大约2亿美元，前道市场大约40亿美元中国科学院上海微系统与信息技术研究所原名中国科学院上海冶金研究所，前身是成立于1928年的国立中央研究院工程研究所，是我国最早的工学研究机构之一。2001年8月，根据科研领域和科技发展目标的调整，更名为中国科学院上海微系统与信息技术研究所。在光刻机整机生产（中游）方面，上海微电子是国内技术最领先的光刻设备厂商，主要产品是SSX600系列步进扫描投影光刻机，可满足集成电路前道制造90nm、110nm和280nm光刻工艺需求，可用于8寸线寸线的大规模工业生产。上海微电子预计在2021-2022年交付第一台28nm制程工艺中国沉浸式光刻机，中国光刻机将从90nm一举突破28nm工艺，标志着低端芯片生产用光刻机的产业链即将实现国产化。上海微电子芯片后道封装领域光刻机在国内市场占有率高达80%，全球市场占有率达到40%。

　　在美国对华为进行“全方面打压”的背景下，上海微电子国产光刻机的重大技术突破不仅能够解决芯片代工被限制的问题，打破国外企业对于集成电路前端光刻机市场的长期垄断，而且能够覆盖更为广阔的市场需求。尽管相比目前占据主流的中高端芯片5nm、7nm以及14nm制造工艺仍存在相当大的距离，但随着国产技术工艺的不断精细成熟，长期来看实现技术的追赶并非不可能。

　　是国内唯一一家通过三家半导体设备国际巨头认证的公司，也是国内唯一一家可大规模生产光掩膜版基板的企业。也是全球第五家、国内唯一获得主要半导体设备商（东京电子、应材、Lam）认证的石英材料供应商，具备核心技术和成本优势，随着商业资源的积累以及国产替代的推进，市占率有望逐步提高。在大规格合成石英材料领域，公司已处于国内领先地位，独家研发生产G8 代光掩膜（光罩）基板，目前已推出从G4代到G8代的系列产品，打破国外垄断；高端光学合成石英已在多个国家重点项目中使用；

　　中芯国际中芯国际是全球领先的集成电路晶圆代工企业之一，也是中国大陆技术最先进、规模最大、配套服务最完善、跨国经营的专业晶圆代工企业，主要为客户提供 0.35 微米至 14 纳米多种技术节点、不同工艺平台的集成电路晶圆代工及配套服务在光刻机产业链下游，中芯国际是全球领先的集成电路晶圆代工企业之一，中国大陆技术最先进、规模最大、配套服务最完善的专业晶圆代工企业，主要为客户提供0.35微米至14nm多种技术节点、不同工艺平台的集成电路晶圆代工及配套服务。

　　在逻辑工艺领域，中芯国际是中国第一家实现14纳米FinFET量产的晶圆代工企业，代表中国大陆自主研发集成电路制造技术的最先进水平。中芯国际受制于美国出口管制条例，在28nm-14nm制程工艺领域份额较小，而收入主要在28nm以上制程工艺，但随着中芯国际技术成熟和产能扩张，未来有望将进一步提高28nm以下制程工艺份额，加速抢占14nm制程领域份额。

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　　华虹宏力华虹宏力是华虹半导体全资子公司，由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成。目前，华虹宏力在上海金桥和张江共有三座8英寸晶圆厂（华虹一厂、二厂及三厂），月产能约18万片。

　　华虹宏力专注于嵌入式非易失性存储器、功率器件、模拟及电源管理和逻辑及射频等“8英寸 + 12英寸”特色工艺技术的持续创新，先进“特色IC + Discrete”强大的工艺技术平台有力支持物联网等新兴领域应用，并拥有多年成功量产汽车电子芯片的经验。

　　功夫不负苦心人，8月15日，据媒体报道，国家知识产权官网公布了一项由上海传芯半导体近日发布的专利，叫做“曝光成像结构、反射式光掩模版组及投影式光刻机”。据悉，该发明可有效提高光刻机的分辨率与对比度，简化传统的光刻工艺。如果说光源等EUV核心技术的突破让国产光刻机拥有了向前奔跑的“双腿”，那么上海传芯在关键专利方面的积累，无疑是为国产光刻机的未来插上飞翔的“翅膀”。加上此前在激光光源、工作台、镜头等方面所取得的成果，国产EUV光刻机已取得了重大进展，或许数年后国产EUV光刻机就将量产。结语中国多年来积极推动芯片产业链的国产化，但受制于该技术的高壁垒，用于生产芯片的光刻机成为中国半导体设备制造的最大短板。目前，中国光刻机相关的制造业尚不具备完全自主研发光刻技术的能力，美国通过长臂管辖限制中国光刻机领域的发展，一些技术领域长期被“卡脖子”，这使得中国未来需要继续走独立自主的光刻机技术研发路线，中国半导体产业建立起一套完善的“去美国化”的芯片产业链成为实现技术突破的必然选择。在国家相关政策的大力支持下，中国光刻机产业链在一些领域已经实现了从0到1的突破，初步打破国外巨头完全垄断的局面，为中国在光刻机产业链实现直线追赶提供了契机。

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