首台国产28纳米工艺浸没式光刻机有望交付

国际半导体产业协会（SEMI）公布的数据显示，2020年全球半导体生产设备的销售达到了712亿美元，较2019年的598亿美元增加114亿美元，同比增长19%。中国大陆市场的设备销售额比上年增长39％，达到187.2亿美元。由5G的普及和新冠肺炎疫情导致的居家办公需求，半导体代工企业的投资旺盛。

我国在光刻机方面的技术积累和人才储备相对不足，虽无法制造高端光刻机，但可以制造一些低、中端的光刻机。

2008年起，我国开始重视光刻机的研发。为推动我国集成电路制造产业的发展，国家决定实施科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”项目（又称“02专项”）。在该项目下，我国研究团队一路攻坚克难，国产首套90纳米高端光刻机已经研制成功。

2019年4月，武汉光电国家研究中心甘棕松团队通过2束激光，在自研的光刻胶上，突破光束衍射极限的限制，并使用远场光学的办法，光刻出最小9纳米线宽的线段。该成果一举实现光刻机材料、软件和零部件的三大国产化。

2020年6月，上海微电子设备有限公司透露将在2021—2022年交付首台国产28纳米工艺浸没式光刻机。这意味着国产光刻机工艺从以前的90纳米一举突破到28纳米。

虽然国产28纳米光刻机与已面世的5纳米顶尖制程存在较大差距，但常见的射频芯片、蓝牙芯片、功放芯片、路由器上的芯片、各种电器的驱动芯片等非核心逻辑芯片，仍采用28~90纳米工艺。

在光刻工艺进入28纳米以下制程之后的较长一段时间里，16纳米和14纳米制程的成本一度高于28纳米，与摩尔定律的运行规律相反，这也使得28纳米制程工艺极具性价比。在实际应用中，28纳米光刻机不仅能用来生产28纳米芯片，更有望通过多重曝光的方式生产14纳米、10纳米、7纳米芯片。尽管我国自主光刻机与外国先进水平仍有不小代差，但未来可期。

2020年7月，中国科学院上海光机所在计算光刻技术研究中取得进展。关键图形筛选技术是决定光源掩膜优化技术（SMO——主要计算光刻技术之一）速度与效果的关键技术。

中科院上海光机所信息光学与光电技术实验室提出了一种SMO关键图形筛选技术，并联合中科院微电子所研究团队，利用国际主流商用计算光刻软件进行了仿真验证，结果表明该技术优于国际同类技术水平。

避免闭门造车式创新：全面发力实现国产光刻机和半导体的突破

当前，全球半导体产业正在发生以5G、物联网为标志的第三次大转移，为我国半导体产业崛起提供了机遇。产业转移叠加安全需求，半导体国产化趋势明确。

我国电子行业仍大规模依赖美国技术，尤其是中上游对外依赖度高，半导体材料与设备国产化率平均不足20%。尤其是芯片、射频器件和FPGA（现场可编程门阵列）等核心元器件，仍面临着美国的大规模垄断。

随着摩尔定律逐渐无以为继，通过快速技术升级提升半导体供应能力的路线难以走通，全球对半导体的需求却随着人工智能、5G等新一代技术加速部署，以及数据中心的扩张而快速增长，半导体行业供需关系出现倒挂，未来半导体产业的地位越发关键，对半导体的投资也将迎来黄金时刻。

此外，技术更迭的速度逐步加快，在对半导体加大投资的过程中，须对产业前景做好预判，防止出现半导体行业成果出现后赛道被抛弃的局面。

发挥体制优势，建立协同的投资和发展模式。我国拥有“集中力量办大事”的体制优势，在市场经济条件下，也应发挥社会资本的重要作用，坚持国家资本和社会资本双管齐下投资产业发展。

相对于国家资本而言，社会资本对行业具有天然的亲和性，更贴近行业现状，对动向的洞悉更敏锐，也更容易实现技术突破。利用国家大基金等资本的带动作用，引导社会资本深入半导体产业，布局先进技术，更能推动产业整体进步。

对于光刻机等技术要求高、研发投入大的领域，可以由国家推动，仿照荷兰ASML公司构建产业同盟。即以最先进的半导体技术为目标，以实用为导向，拉拢最优质、对技术应用最了解的客户，与世界领先的供应商合作，通过利益共同体的模式带动产业发展。这就要求我国在专注核心技术的前提下坚持全球范围内的开放合作，通过对整个产业链的开放合作降低技术研发和应用成本，促进技术快速迭代升级。

坚持人才托举。我国半导体人才培养应坚持以人为本，参照世界半导体行业发达地区的人才从业模式，创造最适合、最能吸引人才的工作和生活环境，对中国籍、华裔和外国人才一视同仁，向欧洲、日本等国家和地区的人才敞开国门，鼓励国内外人才以各种形式投身我国半导体行业建设，发挥人才的溢出效应。

对人才引进不能只是刻板地引入，更要尝试“外放”式人才引进，只要人才为我所用，可通过海外研究基地等模式挖掘人才，并将国内人才送至海外基地培养，坚持引进与培养“两条腿走路”。

避免闭门造车式创新。日本尼康公司在与荷兰ASML公司的竞争中失败的一个重要原因，是尼康坚持自产自研的发展模式；不论是光刻机中的零件，还是关键技术，尼康都希望通过自主研发获得完全掌控。ASML则背靠荷兰飞利浦，以欧洲精密机床和仪器为基础，以美国先进技术为核心，与台积电等制造公司紧密合作，坚持互利共赢、开放合作的发展模式。

在半导体这个对技术要求苛刻、资金需求巨大的行业内，闭门造车式创新不仅成本过重，而且后继乏力，更难以形成正向的产业循环，我国应引以为戒。

《硬科技：大国竞争的前沿》，国务院发展研究中心国际技术经济研究所、西安市中科硬科技创新研究院著，中国人民大学出版社2021年10月。