光刻機產業技術擴散與技術動態演化
——對 “卡脖子”技術的啟示

楊 武，陳 培，Gad David

(北京科技大學經濟管理學院，北京 100083)

0 引言

隨著中美貿易摩擦升級，中國在芯片、傳感器、高端材料和設備、系統軟件等凸顯 “卡脖子”的被動局面[1]。近年來，發達國家大力推銷低端光刻機及低端芯片，但在高端光刻機上嚴控對我國的銷售。在美國施壓下，甚至扣押了高端光刻機EUV系列的出口許可證。這種技術戰略使得后發國家的技術長期鎖定在發達國家不愿意做的低端技術上，并且對發達國家的技術形成依賴。因此， “卡脖子”技術很容易被技術供給方壓制，技術威脅性極強[2]。對于后發國家來說，交流和吸收發達國家的技術知識至關重要[3]，其中技術擴散扮演了重要角色。技術擴散是一個動態的、復雜的過程。在此過程中，技術信息被擴散和交流，信息接受者學習、消化和吸收，這一過程伴隨著技術問題涌現、技術間博弈、新技術不斷調整再創新逐漸替代老技術等[4]。如果阻礙科學領域中中國與科技強國之間正常技術知識的交流，會極大阻礙科技強國向中國的知識溢出，將對中國技術創新產生一定的影響[3]。因此，探究 “卡脖子”技術代表——光刻技術擴散的過程和特征顯得尤為重要。掌握光刻領域核心技術的發展與擴散規律，把握技術突破機會，從而擺脫 “卡脖子”困局。

技術擴散是新技術在使用者之間傳遞的過程，促進國家、產業以及企業的技術進步[3]。發明專利是重要的技術載體，反映最新技術知識的可靠來源和技術進步的變化[4]。因此，本文所指的專利僅限發明專利。專利的引用關系體現了專利間的轉移、流動與繼承，使得專利之間產生了密切的關聯[5]，同時伴隨著知識的外溢和擴散[6]，可以清晰地展示專利技術擴散的整個過程[7]。許多學者達成共識：專利引用在測度技術知識擴散和流動的指標中具有絕對優勢[3]，現階段基于專利引用的技術擴散研究較為豐富，但仍存在以下局限。①基于專利視角的技術擴散多是以引用數量或專利數量的積累變化呈現技術擴散的過程[8]，不能夠從技術內容上體現其技術擴散的路徑和特征，更罕見對技術擴散的起源與擴散方向的追蹤；②方法選擇上主要基于前向引用信息或是借助社會網絡對專利引用關系做了較簡單的可視化和節點中心測度[3,9]，對于一些前向引用較少的技術主體，往往忽略了其技術擴散的潛力及特征，未能體現其在技術擴散中的作用。③現有芯片 “卡脖子”技術的研究集中在整體半導體產業發展[10]、核心技術識別[11-12]和商業模式[13]等，具體到關鍵的 “卡脖子”技術擴散和動態演化研究相對缺乏。光刻領域的技術擴散過程充分體現了半導體芯片的發展歷程，是突破 “卡脖子”技術的關鍵，盡管光刻已成為世界范圍內技術重點研究領域，但主要基于行業專家的主觀判斷和文本分析[14-15]，量化研究不充分導致對光刻技術的突破解釋力欠缺。

在中美貿易戰背景下， “卡脖子”技術的研究對于中國芯片乃至半導體產業的發展具有深遠意義。基于此，本文以光刻為例，通過引文網絡采用3種不同的主路徑分析方法，追蹤光刻領域的技術知識流動，從而描述光刻技術擴散的動態變化過程，追溯技術起源與技術領域擴散方向，識別該領域的核心技術和專利權人。結合國際專利分類號 (International Patent Classification，IPC)分析光刻技術在不同領域以及研發主體間的擴散過程，判斷技術領域間融合與擴散的趨勢，探索技術層面的知識流動與規律，有助于梳理技術發展脈絡和技術創新的發展規律，為 “卡脖子”技術攻克提供準確的信息和方向指引，提高光刻技術研發效率，實現光刻技術創新、擺脫供給方的技術控制，也對識別技術優先領域、合理配置資源、突破 “卡脖子”技術具有重要意義。

1 研究方法

1.1 專利權人和技術領域評價指標

為了探索技術知識的擴散規律，需要從整體上把握專利權人的擴散能力以及技術領域的擴散程度[16]。IPC可以在一定程度上代表專利的技術領域范圍，以不同IPC號表征技術領域之間的知識流動[9]。本文采用g指數和h指數對光刻核心專利權人和技術領域進行分析。

2005年Hirsch[17]首次提出用h指數測算研究人員的科研影響力。該定義為：若某科學家的H篇論文中，至少有h篇論文被引用h次，其余 (H-h)篇論文的被引次數都小于h，那么該科學家的h指數值為h。該方法備受關注，Guan等[18]將其引入專利技術領域，認為通過h指數可識別出關鍵專利權人，若指數值大則說明該專利權人的專利價值高，被引用多，專利的技術擴散能力較強。本文將h指數定義為：對于某一專利權人而言，如果在H項專利中，至少有h項專利被后來專利引用h次，其余 (H-h)項專利被后來專利引用次數不超過h次，那么該專利權人的h指數值為h。2006年Egghe[19]在h指數基礎上首次提出用g指數測度科研影響力。該定義為：若某科學家的G篇論文中，有g篇論文至少被引用了g2次，而 (g+1)篇論文的被引總數小于 (g+1)2，則該科學家的g指數值為g。同樣，本文將其引入專利技術領域。

h指數高的專利權人所申請的專利應該予以更多關注，或者說明此種專利被引用的概率較大，技術擴散能力相對較強，但h指數對 “高被引”和 “零被引”均不敏感[20]，相對而言，g指數更加強調專利的被引用次數和專利組合整體的質量[18-19]。采用h指數和g指數一方面兼顧了專利的總量，同時也考慮專利的被引次數，兼顧了專利數量和質量兩個維度，現有研究建議同時使用h和g指數描述專利權人和技術領域的貢獻[16]。因此，本文將二者結合起來可以通過不同的側重點更全面地比較技術擴散程度。專利權人和技術領域的識別與分析，對于把握技術擴散的能力、識別技術擴散主導者以確定技術擴散發生的技術領域至關重要。

1.2 主路徑分析方法

本文通過構建引證網絡識別技術擴散主路徑，不僅可以從專利視角追蹤和描述技術流動過程，也為特定技術領域的擴散路徑提供工具與方法[16]。主路徑是引文網絡中的重要路徑，用以識別關鍵知識流動路徑[21]。Hummon等[22]認為主要路徑包括引文網絡中最重要的軌跡，并采用 “優先搜索”算法來追蹤科學領域中最重要的路徑。Batagelj等[23]提出進一步增強主路徑分析的算法，包括搜索路徑計數 (SPC)、搜索路徑鏈接計數 (SPLC)、搜索路徑節點對數 (SPNP)、節點對投影統計數 (NPPC)，并且認為SPC方法優于其他方法，許多學者將該方法應用于技術領域的發展軌道研究[7,24]。主路徑分析是將復雜的網絡簡化為簡單路徑的方法，剔除不重要信息，只保留最重要的路徑。此外，Liu等[24]提出幾種傳統主路徑方法的變體，即局部主路徑、全局主路徑和關鍵路徑搜索。

1.2.1 向前局部與向后局部主路徑

對于引文網絡，傳統的主路徑分析是從源點向匯點向前搜索，源點定義為被引用但未引用其他的節點，匯點是引用其他但從未被引用的節點。向前搜索是為了找到當前節點的匯點方向，向后搜索是為了找到當前節點的起源。從技術擴散的角度看，起始節點可以理解為技術知識的起源，終止節點表示技術領域各分支進化的目標和方向[25]。當增加主路徑的數量時，可以揭示網絡的更多細節，除了選擇最高的SPC鏈接，還可選擇某個百分比的容忍度。

1.2.2 關鍵主路徑分析

雖然向前和向后局部主路徑分析可以從不同角度探索主要路徑，但這些路徑可能仍然不包括最高SPC的所有鏈接。為了彌補這一缺陷，Liu等[24]提出關鍵路徑分析方法 (Key-route)。有學者提出以關鍵路徑為主，結合其他分析方法可以更全面地對技術路徑進行對比分析[26]。步驟是：①將網絡中SPC值 (遍歷數)最高的鏈接識別出來，如圖1中C→E、B→D。②從目標鏈接的結束點搜索，找到最有效的向前路徑，然后從同一鏈接的開始節點搜索，找到最有效的向后路徑。③將向前和向后搜索的結果合并為一條路徑。④將兩邊兩端路徑合并起來，形成關鍵路徑。

圖1 關鍵路徑

2 結果與分析

2.1 數據來源

Innojoy專利數據庫收集了超過40個專利機構的相關專利并實時更新，涵蓋了技術領先地區的詳細技術信息。光刻技術結構復雜、精細程度高，迭代速度快[27]，不能用單一的關鍵詞或單一的分類號概括該技術。本文通過參考相關文獻[15]以及與行業技術專家的交流訪談，就每一個細分的技術領域選擇特征關鍵詞，構建關鍵詞+IPC分類號的檢索方式，從而保證專利數據可以全面和準確的覆蓋該技術。在IPC分類體系中，涉及光刻技術的專利廣泛分布在多個分類號下，主要包括H01L (半導體器件)、G02B (光學器件)、G03B (光波裝置、設備)、G03F (曝光及設備、半導體器件加工)技術主題下的專利族。確定專利檢索式為： (TI= (lithograph or lithography or microlithograph or photolithograph or photolithography or stepper or scanner or step-and-repeat or step-and-scan)and (mask or photomask or lens or resist or photoresist or duv or euv or extreme ultraviolet))and (SIC=H01L or G02B or G03B or G03F),本研究將專利檢索時間設置為1960年1月1日到2020年12月31日，共獲得有效專利32693件，16662條Innojoy專利家族，得到596188條引證關系。

2.2 基于g指數和h指數的專利權人和技術領域分析

通過指數測算從整體擴散能力的角度反映專利權人和技術領域的重要性，因此在獲得的所有專利數據集中 (有效發明專利32693件)，按照專利申請量對所有專利權人進行排序，并測度專利權人的h和g指數。通過比較可知，中國專利權人出現在第15位，為了更好比較中國與其他專利權人的差距，最終對專利量、h和g指數值排在前15位的專利權人進一步的分析，情況見表1和表2。

表1所示為前15位在光刻領域貢獻最大的專利權人，結果顯示專利權人以美國、日本、歐洲公司居多。臺積電 (TSMC)是g指數和專利數量排第1位的公司，阿斯麥 (ASML)的h指數第1位，g指數排在第2位，遠遠領先第3位英特爾，由此可見其在光刻技術領域的卓越貢獻，表明光刻技術知識擴散和技術進步是由臺積電、阿斯麥等大公司主導。英特爾和IBM專利數量雖然不多，但在g、h指數的排名都處于領先位置，說明其專利質量較高。日本的尼康和佳能，韓國的三星無論在g指數還是h指數都排在美國和歐洲后面，說明歐洲和美國企業的技術擴散能力明顯優于日韓企業，日韓優于中國企業，進一步說明美國和歐洲在光刻領域具有較強的研發能力，屬于技術先行者，亞洲企業屬于技術后發者，值得注意的是臺積電在各項指標都名列前茅，說明其技術擴散能力最強。從專利的公開年份看，IBM和佳能相對于其他企業，進入時間較早，信越化學和上海微電子都是2000之后進入，屬于新興企業。

表1 當前專利權人指數列表

表2所示為前10位光刻技術領域貢獻最大的IPC。光刻的技術主題主要集中在H部 (電學)、G部 (物理)和C部 (化學)，包含光刻光源、光學系統設計、光刻膠材料、光學鏡頭材料、抗蝕劑材料工藝等。其中，G03F在專利數量、g指數和h指數均排第1位，且遠遠高于第2位G02B，該技術領域主要涉及光刻器件制造及光刻方法，如對準系統、調焦調平系統等[15]，是光刻最核心的技術分類；接下來是G02B，主要涉及光刻機的光學系統，包括照明系統和投影系統[15]。G03F、G02B和H01L無論從專利數量、g指數和h指數都位列前3位，占據光刻技術的主導地位。值得注意的是在G21K、C08F和G06F技術領域，雖然專利數量不多，但g指數和h指數排名都在前10位，說明該技術類別下的專利應用范圍廣、被引用多，技術擴散能力強。從專利公開時間看，大部分技術類別出現在六七十年代，G06F這一技術領域出現在九十年代，發展時間較短，屬于新興技術領域。

表2 IPC分類 (小類)列表

指數排名結果見表1和表2。個別專利權人 (蔡司、格羅方德、佳能、三星)的g和h指數排名有較大差異，如蔡司和佳能的g指數排名比h指數高，說明該專利權人專利整體質量較高，被引用次數也較多，格羅方德和三星在不考慮整體專利質量時，擴散能力較強；IPC指數排序也發生了一些變化，但整體差異不大。

3 基于專利引文網絡的主路徑分析

本文通過專利引文主路徑追溯技術擴散的動態路徑。借助Pajek軟件運用SPC算法構建最大專利引文網絡主路徑，通過不同主路徑方法進行比較和分析，以探索不同方法在識別技術擴散路徑的差別與優勢。

3.1 向前局部主路徑

進行向前局部主路徑分析，從技術擴散角度看，該方法強調技術的發展方向[28]，節點包含的技術主題一定程度上反映光刻技術的發展趨勢，許多專利都出現在路徑末端，代表了最新研究成果，圍繞極紫外 (EUV)光刻材料展開，包含光敏放大抗蝕劑和光酸產生劑，如圖2路徑末端虛線區域所示。專利US100251872B_2015_JP和US20160357103A1_2015_JP是一種光敏放大型抗蝕劑材料，來自日本東京電子 (TOKYO ELECTRON)，這兩項專利是一組技術的共同起點，從這兩項專利開始EUV光刻技術呈現多樣化發展。EUV概念是由美國和日本的研究人員首次提出，用軟x射線作為光刻光源[29]。專利US3743842 A_1972_US是軟X射線光刻設備及工藝，1972年由Smith等[30]發明的第一個X射線光刻技術的專利，也是光刻領域發展初期的主要技術。US3892973A_1974_US和US4037111A_1976_US是用于X射線光刻系統的掩膜結構，來自美國貝爾電話實驗室，直到2001年專利US6479196B2_2001_US，主要圍繞光刻掩膜技術發展，其中美國麻省理工學院 (MIT)和貝爾電話實驗室在發展初期貢獻較大，是光刻技術的主要來源。

圖2 向前局部主路徑

專利US20030170565A1_2002_US是一種將光刻圖案轉移到基板上的方法。US20040136494A1_2004_US屬于浸沒光刻的設備制造方法，US20070-091451A1_2004_DE是一種適用于浸沒光刻的投影物鏡，專利US20050248856A1_2005_JP是用于浸沒投影系統和方法，浸沒光刻時代由此開啟。US7326525B2_2005_KR是一種用于光刻抗反射涂層組合物，US20050202340A1_2005_US是頂部涂料的光刻膠成像方法，US20080032202A1_2007_JP是一種用于浸沒光刻形成保護膜材料的工藝，這些專利為浸沒光刻提供了不同的光刻膠技術。

3.2 向后局部主路徑

進行向后局部主路徑分析，該方法更加注重技術的起源[28]，向后局部主路徑結果如圖3所示，許多專利都出現在路徑起始階段。US42-11834A_1977_US專利主導了技術發展初期階段，是多個分支的融合點，該專利是一種深紫外線的曝光掩膜方法。US3639185A_1969_US是金屬薄膜腐蝕工藝，US4078098A_1974_US是高能輻射的正性光刻膠掩膜工藝，US402293-2A_1975_US是制作光刻膠掩膜的方法，最終技術集中應用于專利US4211834A_1977_US。專利US4329410A_1979_US是X射線光刻掩膜的制造方法。說明初始階段的技術創新集中在光刻掩膜工藝的改進。

圖3 向后局部主路徑

3.3 向前局部主路徑-容忍度10%

設置一定的容忍度從主路徑中獲得更多信息，本研究設置為10%觀察不同路徑結果，如圖4所示。除了專利集群A和B，其他專利均與向前局部主路徑相似，A專利集群以專利US3657545A_1968_GB開始，這是一個平面單元復制圖案到另一個平面上的方法和裝置，這一集群主要圍繞光刻曝光投影系統方法和裝置，直到專利US20060028630A1_2005_JP，該專利是一種針對浸沒光刻的投影系統與方法。B專利集群以US20050233254A1_2005_JP開始，是一個針對浸沒光刻的圖案工藝及抗蝕劑涂層材料，這一集群主要圍繞圖案形成及抗蝕劑材料的改進，直到2016年US20170256418A1_2016_TW，該專利是光刻圖案形成的方法，光刻由此開啟技術多樣化發展。

圖4 向前局部主路徑 (10%)

3.4 key-route主路徑

關鍵路徑方法包含最重要的環節，而重要環節的數量取決于細節的程度，因此可以通過調整Key-route數量來改變主路徑級別，設置連接數量為10，基于IPC分類進行關鍵主路徑分析,如圖5所示。為了從時間和國家兩個層面追溯技術擴散路徑，本文標記關鍵路徑中每一個專利族的年份和國家，年份代表專利族中最早專利的公開年份，地區代表專利權人國。

1965—1991年，這一階段專利主要在IPC技術分類G03F (圖紋面的照相制版工藝)之下，這些專利用于X射線光刻掩膜及其制造方法；1997—2003年，專利主要集中在H01L (半導體元器件)+G03F，且用于光刻掩膜制造方法以及利用掩膜的光源校正方法；2003—2007年，專利主要集中在G03B (攝影、放映的裝置或設備，利用光波等類似技術的裝置或設備)+G02B (光學元件、系統或儀器)+G03F，涉及折射投影物鏡的改進，從該階段的專利節點看，技術改進主要針對浸沒光刻折射投影物鏡；2007—2015年，這一階段的專利主要集中在G03F+C08F (僅用碳-碳不飽和鍵反應得到的高分子化合物)+G03B+G03C (照相用的感光材料，照相過程)，此階段的專利涉及頂部涂層組合物、光刻膠組合物等；2015—2020年，專利集中在H01L+G03F+ C07C+C07D (化合物)，涉及EUV光刻膠材料，如光敏放大抗蝕劑材料和光酸產生劑。

由于技術知識的擴散往往伴隨著技術知識的流動，因此專利的相互引證可以揭示技術知識在不同國家之間流動的規律。國家之間技術知識的流動是相互的，呈現雙向擴散態勢，本國專利的相互引證往往高于引用他國專利，如圖5所示。美國與日本專利相互引證的概率高于其他國家相互引證的概率，比起其他國家和地區，中國臺灣地區傾向于引用美國和日本專利，這與Jaffe等[31]關于知識流動方向的研究結論一致。

圖5 Key-route主路徑

3.5 不同主路徑分析結果

局部向前和局部向后主路徑呈現出不同的結果。當設置一定的容忍度時，得到更多技術擴散信息。為了凸顯向前局部、向后局部以及關鍵主路徑的特點，將這些主路徑結果進行比較分析。

從路徑形態上，向前局部 (圖2)、向后局部 (圖3)、向前局部10% (圖4)和關鍵路徑 (圖5)所示的技術擴散路徑在一些重要路徑上存在一定程度的重合。路徑中端虛線區域從專利US2003-0170565A1_2002_US開始到US7998655B2_2008_JP，這一階段的專利出現在所有的主路徑中，說明這一階段的技術至關重要，是光刻技術擴散的核心技術路徑。向前局部和關鍵路徑主路徑有相同的匯點，該專利是US100251872B_2016_JP，是一種光敏放大型抗蝕劑材料。向后局部和關鍵路徑主路徑有相同的源點專利US4211834A_1977_US，該專利是一種深紫外曝光掩膜方法，這兩個專利至關重要，因為出現在所有主路徑中。總體而言，向前局部 (圖2)、向后局部 (圖3)所描繪的技術主路徑有不同的側重，向前局部主路徑更加側重技術發展的后期，如EUV光刻膠材料的改進及工藝，向后局部主路徑更加側重技術的初始階段，如x射線的光刻設備及工藝。

關鍵路徑 (圖5)上的專利技術，是由向前局部實線區域和向后局部實線區域組成，體現出關鍵路徑在識別技術擴散路徑方面更全面和清晰，相較于其他方法，許多重要技術均出現在該主路徑中，體現了該方法研究技術擴散路徑的優勢。

從技術內容看，所有的主路徑描述從器件制備工藝和光刻材料兩個層面的發展歷程，并且是交互進行。在技術發展前期，主要側重器件制造和工藝的改進，如US5786115A_1997、US6881523B2_2002等專利均是針對光刻掩膜的工藝進行改進，US20050190455A1_2004、US20050231814A1_2005等專利均是針對投影物鏡進行改進，而在后期則注重光刻材料的研發，如US9156785B2_2011是針對光致產酸劑的改進，該技術是EUV光刻膠的重要技術，US10025187B2_2015是針對光敏放大型光刻膠材料的改進。

3.6 專利權人與技術類別分析的比較

將表1中指數法得到的專利權人和表2中技術類別與圖5中主路徑上的專利信息進行對比，得到圖6。結論如下：①指數排前15位且出現在關鍵路徑上的專利權人加粗表示，如IBM、ASML、Hynix、Zeiss、Shin和TSMC，具有較強的技術擴散能力，并在技術擴散路徑中發揮重要作用；②指數較高的專利權人不一定擁有關鍵路徑上的關鍵技術 (Inter、GlobalFoundries、Canon和Samsung)；擁有關鍵技術的專利權人g指數和h指數不一定高 (MIT、Tokyo Electron和Nikon)。關鍵技術路徑方法識別的擴散路徑能顯示不同時期重要專利權人的變化和整體的擴散過程。圖6中很多專利權人僅有少數關鍵技術，但不能說明其技術擴散力就低，這是由算法決定，技術擴散路徑考慮的是整個技術演化的動態過程，具有時間積累效應，如MIT雖然指數不高，但在光刻技術擴散與演化中貢獻巨大，多項技術顛覆了光刻發展，說明盡管有的專利權人只擁有幾項關鍵技術，但不代表其技術擴散能力低。③g指數和h指數高的IPC不一定都出現在關鍵路徑上，如H01J、G21K、H04N、B41J，但關鍵路徑上的IPC指數都比較高，說明出現在關鍵路徑上的IPC都是技術發展的重要領域，具有非常高的重合度。

圖6 關鍵路徑專利權人與IPC分類

3.7 中國光刻技術分析

從表1中15個專利權人的指數排名可以看出，中國的企業只有1家上海微電子在其中，g指數和h指數排15位，專利數量排11位，申請時間從2004年開始，說明與其他國家的專利權人相比，中國企業進入光刻技術領域較晚，并且技術擴散能力較弱。表3所示為中國光刻中得到廣泛分布的IPC技術類別，僅有G03F、G02B、H01L和H04N與表2中整體技術布局相同，不僅專利數量少，g指數和h指數值也較低，說明該技術分類中專利質量也不高，與整體該技術領域的專利質量相差較大，一些較為重要的技術類別如G21K、C08F和G06F并沒有得到有效的擴散與滲透。

表3 中國光刻技術IPC (小類)指數分析

從技術擴散路徑角度，中國專利權人尚未出現在任何主路徑中 (向前局部、向后局部以及關鍵主路徑)，即使設置容忍度10%，中國專利權人依舊未出現在主路徑之中，說明技術擴散路徑中的核心技術與我國光刻技術知識的流動與滲透作用不明顯，專利被引用概率低，技術應用范圍小，擴散能力不強。

4 結論與啟示

4.1 結論

本文揭示了光刻技術擴散路徑和特征，彌補了半導體相關領域研究的不足，通過3種不同的主路徑方法進行比較分析，追溯技術起源與未來發展方向，并結合IPC分析技術在不同領域、國家及研發主體間的擴散過程，結論如下。

(1)光刻技術的發展過程是動態的技術擴散過程，伴隨著不同國家、研發主體、技術研究領域的擴散與更替，美國、日本、德國光刻技術起步較早，先發優勢明顯，韓國和中國臺灣地區出現在技術的新一輪變革中，光刻技術的擴散由臺積電、阿斯麥等大公司主導。從技術擴散方向看，美國傾向于向日本擴散，而中國臺灣地區則是傾向于吸取美國和日本的技術。值得注意的是，專利權人指數最高的是中國臺灣地區企業臺積電，其技術擴散能力最強，但其技術來源國卻是美國，說明美國在光刻技術擴散路徑中始終占據主導。

(2)從光刻技術分布看，盡管應用范圍廣泛，但技術擴散能力和滲透能力強的領域主要集中在G03F、G02B和H01L。呈現 “掩膜—投影物鏡—浸沒式光刻膠—EUV光刻膠”的技術演化路徑，在技術發展前期，主要側重器件制造和工藝的改進，后期則注重光刻材料的研發，如光刻膠材料、光學鏡頭材料等。尤其從2015年開始，技術擴散主要集中在EUV光刻膠，說明EUV相關的材料創新是未來的研發重點。

(3)中國光刻技術擴散能力較弱，指數排前15位專利權人中，只有上海微電子公司一家，進入光刻領域較晚且尚未出現在技術擴散路徑中，一些較為重要的技術類別如G21K、C08F和G06F并沒有得到有效的擴散與滲透，該技術分類正是電子束曝光、EUV光刻以及光刻膠等重要技術的主要分布領域。作為后發者，應以電子束曝光、EUV光刻以及光刻膠等技術的主要分布領域 (G21K、C08F和G06F)為突破口，通過技術子領域內的研發更好地帶動自身發展，提升對該技術領域的技術擴散與滲透能力，積極促進對光刻技術元器件和光刻材料的創新升級。

4.2 理論貢獻

本文較為清晰地識別技術主路徑的擴散方向和路徑，揭示技術擴散的規律與動態演化過程，豐富了技術擴散測度研究的內容及方法，并通過 “卡脖子”技術——光刻進行實證研究，驗證了其方法的可行性。以往對半導體核心技術的研究多是以制造工藝[32]或者產業鏈的上中下游[11]為研究視角，范圍較為寬泛。與以往不同，本研究深入光刻技術揭示其技術擴散與技術動態演化規律。部分解決了有學者認為現有 “卡脖子”技術的研究主要集中在宏觀層面[2]、缺少立足于具體情況的分析以及操作性強的分析過程[1]的問題。此外，本文基于光刻所揭示的技術擴散規律，對于認識其他 “卡脖子”技術發展的過程與機制以及實現后發國家技術追趕提供參考，實踐啟示如下。

(1)從國家層面，光刻屬于技術密集型產業，其關鍵 “卡脖子”技術的突破依賴于持續的政策與資本支持。在技術擴散過程中，除了企業，可以看到美國MIT和貝爾電話實驗室在發展初期貢獻較大，是技術創新的主要來源。因此，我國應重點對光刻關鍵技術的前期實驗室開發階段進行資金與政策支持。對政府而言，應主動營造有利于核心技術突破的制度環境，制定有利于領軍企業創新發展的政策，為企業實現技術知識交流與擴散搭建橋梁。其次，建立動態化 “卡脖子”技術監測系統與應急反應機制，防止國外相關技術鎖定。

(2)從企業層面，可將指數法和關鍵路徑法結合起來應用于競爭對手的識別，得到從技術源頭到技術發展方向的信息，全面掌握競爭對手動態，為制定企業研發戰略和打造競爭性產品提供有效的幫助。技術的動態發展要求技術戰略與技術擴散路徑相適應，企業應更加關注近期的研發趨勢，由于中國并沒有出現在技術擴散的主路徑中，作為技術后發者應加大光刻材料以及與EUV相關的光刻膠材料的研發投入，避免陷入技術依賴。

本研究還存在一些不足，本文探索光刻技術擴散的過程與規律，但由于篇幅限制未對其擴散的速度和時間進行深入研究。在未來研究中，將嘗試引入技術擴散速度和擴散時間指標，因此深入探索技術的發展模式和擴散規律對 “卡脖子”技術突破也具有現實意義。