首頁 -> 評論 ->論壇

【解局】曹波:中國造光刻機量產,卡脖子問題有無解決?

分享到:
2026-07-31 14:55 | 稿件來源:香港新聞網

【字號:

2026年7月下旬,一則國產浸沒式深紫外(DUV)光刻機開始交付的消息迅速引爆全球半導體產業圈。據美國科技媒體The Information援引知情人士消息報道,中國一家企業已開始小規模量產首款國產浸沒式深紫外(DUV)光刻機,預計今年交付5套系統給中芯國際、華虹半導體以及長鑫科技等中國頭部晶圓廠。這一消息直接引發全球半導體產業鏈巨震,美東時間7月27日美股收盤,荷蘭ASML暴跌5.8%,閃迪大跌超11%,SK海力士跌超7%。到底是什麼樣的產業突破,能讓海外的國際巨頭集體“破防”?

光刻的本質是高精度的圖形轉移工藝,它是讓特定波長的光線透過印有預設電路圖案的掩模版,照射晶圓表面的感光塗層(光刻膠),經顯影工序後,就在晶圓上留下與設計完全對應的精密電路圖形模板,為後續的芯片製造步驟提供加工基準。長期以來,光刻機一直是中國半導體產業最短的短板,雖然本土有設計,也有資金,但沒有製造設備,隨時都有可能被卡住脖子。

▲晶圓 作者供圖

而要理解DUV光刻機突破的產業價值,首先要釐清DUV與EUV兩類光刻機到底有什麼區別和聯繫。從技術原理看,二者最核心的差異在於光源波長與光路系統,其中,光源波長直接決定了光刻技術的分辨率和適用範圍,光路系統則負責把電路圖案準確地傳遞到晶圓上。DUV也就是深紫外光刻,主流採用193nm波長的ArF準分子激光,依靠的是玻璃透鏡組成的透射式光路完成圖案投影,浸沒式機型還會在鏡頭與晶圓之間填充超純水,替代原本的空氣介質,由於水的折射率高於空氣,紫外光穿過水層時等效波長會被進一步壓縮,波長越短,就能在晶圓上刻出更精細的電路結構,制程精度也隨之提升。

作者供圖

而EUV即極紫外光刻,光源波長僅13.5nm,不到DUV的十四分之一,這種極短波長的光源能夠使得光刻技術實現更高的分辨率,從而滿足更小制程節點的製造需求。但是由於極紫外光無法穿透玻璃,全程需要在真空環境中通過十幾片原子級精度的鍍膜反射鏡反復聚攏光線,不但結構極其複雜,而且要求的精度極高,像蔡司為ASML定制的鏡頭面形精度就需要達到皮米級,相當於頭髮絲直徑的幾十萬分之一,EUV的光源則是通過高能激光兩次轟擊錫液滴,從而產生百萬攝氏度等離子體激發而成,技術難度比DUV高得多。

▲EUV光刻機光路系統示意圖 作者供圖

二者對應到制程能力上,也就是在晶圓上刻畫電路的能力上,DUV光刻機原生支持28nm制程,雖然可以通過多重曝光和圖案轉移技術來實現更小的制程節點,不但良品率會急劇下降,而且工藝複雜度、成本也會大幅上升,例如要達到7nm的制程精度需要34次圖案化步驟,而EUV只需9次,所以,DUV主要用於製造7nm及以上制程的芯片;EUV光刻機則原生覆蓋7nm及以下先進制程,用在了手機SoC、CPU、GPU等多種數字芯片,是先進制程尖端芯片製造的核心設備,也是當前人類精密製造的技術巔峰。

作者供圖

需要注意的是,儘管技術方面二者存在差距,但並不是替代關係。從全球芯片市場結構看,80%以上的芯片需求,其實是集中應用在汽車電子、工業控制、電源管理、物聯網、家電、存儲芯片等場景的,這些產品用的芯片都是28nm及以上的成熟制程的,用DUV光刻機生產完全夠用;EUV光刻機技術確實尖端,但也只是主要應用於高端手機處理器、旗艦級計算芯片等領域,對應的先進制程芯片佔市場份額並不大。換句話說就是,DUV是半導體產業的基本盤,EUV則是整個產業的制高點。

作者供圖

在中國DUV光刻機技術取得突破之前,全球浸沒式DUV光刻機市場幾乎由ASML獨家壟斷,國內晶圓廠的成熟制程擴產完全依賴進口設備,如今技術取得突破後,對於中國而言,首先肯定是守住了芯片產業的絕大多數市場份額,成熟制程擴產的設備供應問題將會迎刃而解。與此同時,正如前文所述,DUV和EUV的技術是存在相通之處的,DUV的整機研發積累下來的精密光學、超精密運動控制、系統集成等技術,也有利於日後攻克EUV技術,其意義遠不止一款設備的落地。

至於這一技術突破是否意味著中國芯片領域的“卡脖子”問題得到徹底解決,可能還需要一分為二地看待。在成熟制程領域看,卡脖子的困境肯定是得到極大緩解。此前,ASML的DUV交付受西方出口管制約束,交付週期與售後維修都存在不確定性,中國DUV量產後,28nm及以上成熟制程的設備供應就能基本實現自主可控,國內龐大的中低端芯片和存儲芯片產能擴張,就不用再看西方臉色,供應鏈安全得到根本性保障。對於需要保證連續生產的晶圓廠而言,自主設備也就意味著全生命週期的服務保障,再也不用擔心一旦西方國家拒絕設備維修服務,設備壞了無人修理的尷尬狀況了。

作者供圖

但如果從全產業鏈與高端制程的角度來看,卡脖子問題還是沒有徹底解決,依然不能盲目樂觀。首先是產能規模差距懸殊,在高端的浸沒式DUV光刻機市場,ASML可以說是絕對的王者,2024年,其ArFi機型出貨量佔比高達97.7%,在2025年全年更是交付了131台浸沒式DUV光刻機,而國產設備今年一共才規劃5台,2027年才達到20台。作為全球最大的光刻機進口市場之一,中國大陸在2025年進口的DUV設備就高達95台,這之間巨大的供需缺口,還需要好幾年的時間來填補。

其次是性能指標仍有差距,國產DUV的整體技術水平大致相當於ASML 10到15年前的水平,整體仍有1-2代的差距,即使是制程相近,在套刻精度、每小時晶圓吞吐量(產能)、設備穩定性和可靠性等核心指標上,與ASML最新一代DUV機型相比仍有一段距離,產線良品率與生產效率還需要長期驗證迭代。至於先進制程的EUV就更無需多言了,國產EUV光刻機仍處於原型研發階段,7nm以下的先進制程芯片製造依然受限,高端芯片的自主供應仍需持續攻堅。另外,半導體製造是全鏈條系統工程,光刻機只是中國最短的短板,其它短板還有刻蝕機、薄膜沉積設備、量檢測設備、光刻膠、EDA軟件等等,僅光刻機一項有突破,並不代表全產業鏈很快就能自給自足,這必然是一個分階段、分領域的漸進過程。

儘管過程尚需時日,但崛起勢頭已經足夠引起震蕩。如前文所述,各大半導體企業股價大幅下降,最主要的原因就是資本對長期預期是很敏感的,雖說目前中國DUV在全球市場佔據的份額微不足道,但一旦長期替代的預期開始落地,ASML在中國市場乃至全球市場的收入份額與定價權,必然面臨持續衝擊,此前由壟斷獲得的溢價就會逐步消退。從更深層的全球產業格局來看,隨著中國DUV的成熟,光刻設備的整體採購成本很大可能會逐步下降,全球晶圓廠尤其是新興市場廠商,將擁有更多的設備選擇空間,從而推動全球芯片產能的多極化分佈。對於中國而言,在全球半導體博弈持續深化的今天,這一步突破,不僅是對外部技術管制的有力回應,也是中國半導體產業從跟跑到並跑的必經之路。

(本文作者為人工智能領域學者,本網獲獨家授權刊發,轉載請註明出處)

(本文為作者觀點,不代表本媒體立場)

【編輯:王少喆】

視頻

更 多
【你不知道的香港】全程記錄!跟從業25年的貨車司機把新鮮蔬菜運到香港
首場特首議員對談交流會舉行 李家超:開創“愛國者治港”新價值
【通講壇】專家拆解:台灣縣市長選舉的核心“戰場”在哪裡?
【通說環球】不再是“平替”的標籤,中國大模型為何追得那麼快?
讓機器人獨自巡邏?香港水務署的“新同事”這麼厲害!
香港結婚率較十年前跌近兩成 婚姻還重要嗎?
中通獨家|張雪機車820RR首下台灣賽道!試乘車手怎麼評價?