今天能否像研制“兩彈一星”那樣攻克光刻機？

杜瑋

圖/視覺中國

2018年，國內芯片制造商中芯國際花費超過1億美元訂購一款極紫外光刻機，之后因為美方阻撓而不可得。這一“半導體工業皇冠上的明珠”的重要性由此凸顯。極紫外光刻機（EUV）能完成7納米以下先進工藝的雕刻，荷蘭的阿斯麥公司是這一類型光刻機的全球獨家生產商。沒有先進光刻機，就意味著華為先進制程的手機芯片難以制造。而目前，國內能量產的是90納米工藝節點的光刻機，較國外落后了數個技術代。

整個芯片制造過程，可能需要數十次光刻，光刻工藝成本約為整個芯片制造工藝的30%，耗時占整個芯片生產環節的 40%～50%。光刻機是芯片“出生”過程中必不可少的工具。

一直以來，讓公眾有疑問的是，這一“卡脖子”的設備究竟卡在哪？我們能否像當年攻關“兩彈一星”一樣實現光刻機的國產替代？

光刻機被“卡脖子”，卡在哪？

光刻技術的原理并不復雜。光源通過透鏡，將掩膜版上的芯片設計版圖投影到晶圓上。這有點像上學時，老師將幻燈片投影到幕布上。晶圓上涂抹著對光刻敏感的光刻膠，被光照到的部分，光刻膠會發生化學反應溶解。這樣就在晶圓上顯現出芯片設計的“施工圖”，再經過刻蝕、離子注入等一系列操作，形成具有導電性能的“樣板房”。

光刻技術早在1960年代就被發明出來，但直到1978年，美國GCA公司才推出現代意義的自動化步進式光刻機。所謂步進式，就是每次曝光時，不曝光整個晶圓，而是一部分一部分地曝光。在這過程中，晶圓臺不斷移動。……