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中國國產光刻機量產 為何引發全球半導體行業巨震?

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2026-07-31 17:21 | 稿件來源:香港新聞網

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香港新聞網7月31日電(記者 王少喆)2026年7月下旬,一則關於“國產浸沒式深紫外(DUV)光刻機開始交付”的消息,迅速在全球半導體產業圈掀起巨浪。據美國科技媒體 The Information 援引知情人士報道,中國一家企業已開始小規模量產首款國產浸沒式 DUV 光刻機,預計今年將交付 5 套系統給中芯國際、華虹半導體以及長鑫科技等國內頭部晶圓廠。這項突破引發全球半導體產業鏈強烈震蕩——美東時間 7 月 27 日收盤,荷蘭光刻機巨頭 ASML 股價暴跌 5.8%,閃迪大跌超 11%,SK 海力士亦跌超 7%。海外巨頭集體“破防”的背後,展現出該技術突破對全球產業格局的深遠衝擊。

對於這場震撼業界的技術破局,人工智能與半導體領域學者曹波指出,光刻的本質是一種高精度的圖形轉移工藝,其原理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),經顯影工序後在晶圓上留下精密電路圖形模板,為後續芯片製造提供加工基準。長期以來,光刻機一直是中國半導體產業最短的短板,儘管本土擁有設計能力與充足資金,但由於缺乏自主製造設備,產業鏈隨時面臨被外部“卡脖子”的風險。

要理解此次 DUV 光刻機突破的產業價值,曹波強調,首先需要釐清 DUV 與 EUV 兩類光刻機的技術差異與內在聯繫。二者最核心的差異在於光源波長與光路系統,這直接決定了光刻技術的分辨率與適用範圍。DUV(深紫外光刻)主流採用 193nm 波長的光源,依靠玻璃透鏡組成的透射式光路完成投影;浸沒式機型則在鏡頭與晶圓之間填充超純水,利用水高於空氣的折射率進一步壓縮紫外光的等效波長,從而在晶圓上刻出更精細的電路結構,提升制程精度。

相對而言,EUV(極紫外光刻)光源波長僅為 13.5nm,不到 DUV 的十四分之一。極短的波長賦予了 EUV 更高的分辨率,但由於極紫外光無法穿透玻璃,EUV 全程需要在真空環境下通過十幾片原子級精度的鍍膜反射鏡反復聚攏光線。其結構極為複雜、精度要求苛刻,例如蔡司為 ASML 定制的鏡頭面形精度需達到皮米級;其光源則需通過高能激光兩次轟擊錫液滴產生百萬攝氏度的等離子體激發而成,技術難度遠高於 DUV。

在對應的制程能力上,曹波分析指出,DUV 光刻機原生支持 28nm 制程。雖然 DUV 可以通過多重曝光和圖案轉移技術實現更小的制程節點,但良品率會急劇下降,工藝複雜度與成本也會大幅上升——例如達到 7nm 制程精度需要 34 次圖案化步驟,而 EUV 僅需 9 次。因此,DUV 主要用於製造 7nm 及以上制程的芯片;EUV 則原生覆蓋 7nm 及以下的先進制程,廣泛應用於手機 SoC、CPU、GPU 等尖端數字芯片製造,是當前人類精密製造的技術巔峰。

值得注意的是,曹波特別提示,儘管 DUV 與 EUV 在技術上存在世代差距,但兩者並非替代關係。從全球芯片市場結構來看,80% 以上的需求集中在汽車電子、工業控制、電源管理、物聯網、家電及存儲芯片等場景,這些產品主要使用 28nm 及以上的成熟制程,DUV 光刻機完全能夠滿足生產需求。EUV 光刻機雖然技術尖端,但主要應用於高端手機處理器與旗艦級計算芯片,先進制程芯片在整體市場中的份額佔比並不大。換言之,DUV 是半導體產業的基本盤,而 EUV 則是產業的制高點。

在曹波看來,在中國 DUV 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。隨著國產 DUV 實現小規模量產,中國首先守住了芯片產業絕大多數的市場份額,成熟制程擴產的設備供應問題將迎刃而解。此外,DUV 與 EUV 在技術上存在相通之處,DUV 整機研發過程中所積累的精密光學、超精密運動控制及系統集成等核心技術,也為未來攻克 EUV 技術奠定了基礎,其戰略意義遠不止於單一設備的落地。

針對外界最關心的議題——這項技術突破是否意味著中國芯片領域的“卡脖子”問題已徹底解決?曹波明確指出,這需要客觀地一分為二看待。

曹波認為,在成熟制程領域,卡脖子的困境確實得到了極大緩解。此前 ASML 的 DUV 交付受到西方出口管制約束,設備交付週期與售後維修均存在高度不確定性。國產 DUV 量產後,28nm 及以上成熟制程的設備供應基本實現自主可控,國內龐大的中低端芯片和存儲芯片產能擴張不再受制於人,供應鏈安全獲得了根本性保障。對於需要保持連續生產的晶圓廠而言,自主設備意味著全生命週期的服務保障,徹底擺脫了西方一旦拒絕提供維修服務、設備損壞後無人修理的被動局面。

但如果從全產業鏈與高端制程的角度審視,曹波審慎地提醒,卡脖子問題依然沒有徹底解決,行業仍不能盲目樂觀。

首先是產能規模存在懸殊差距。在高端浸沒式 DUV 光刻機市場,ASML 佔據絕對主導地位,2024 年其 ArFi 機型出貨量佔比高達 97.7%,2025 年全年更交付了 131 台。相比之下,國產設備今年規劃交付僅 5 台,預計 2027 年才達到 20 台。作為全球最大的光刻機進口市場之一,中國大陸僅在 2025 年就進口了 95 台 DUV 設備,國產產能與巨大市場需求之間的供需缺口,仍需要數年時間來填補。

其次是性能指標與國際先進水平仍有距離。曹波指出,目前國產 DUV 的整體技術水平大致相當於 ASML 10 至 15 年前的水平,技術上仍存在 1 到 2 代的差距。即使在相同制程下,國產設備在套刻精度、每小時晶圓吞吐量、設備穩定性與可靠性等核心指標上,與 ASML 最新一代 DUV 機型相比仍有差距,實際產線的良品率與生產效率仍需經過長期的驗證與迭代。

再者,在先進制程領域,國產 EUV 光刻機仍處於原型研發階段,7nm 以下先進制程芯片的製造依然受限,高端芯片的自主供應仍需持續攻堅。最後,曹波補充強調,半導體製造是一項龐大的全鏈條系統工程,光刻機僅是中國半導體產業鏈中的短板之一,此外還包括刻蝕機、薄膜沉積設備、量檢測設備、光刻膠以及 EDA 軟件等關鍵環節。僅憑光刻機單點突破,並不代表全產業鏈能迅速實現自給自足,這必然是一個分階段、分領域漸進推進的長期過程。

儘管突破之路尚需時日,但曹波指出,中國半導體的崛起勢頭已足夠引發全球產業鏈的劇烈震蕩。資本市場對長期預期的變化極為敏感,雖然目前國產 DUV 在全球市場佔據的份額微不足道,但隨著自主替代預期的逐步落地,ASML 在中國乃至全球市場的收入份額與定價權勢必面臨持續衝擊,其過往因市場壟斷而獲得的高額溢價也將逐步消退。

從更深層的全球產業格局來看,曹波總結道,隨著中國 DUV 技術的成熟,光刻設備的整體採購成本大概率將逐步下降。全球晶圓廠——特別是新興市場的廠商——將獲得更多的設備選擇空間,進而推動全球芯片產能向多極化方向發展。對於中國而言,在全球半導體博弈持續深化的背景下,這一步關鍵突破不僅是對外部技術管制的有力回應,更是中國半導體產業從“跟跑”走向“並跑”的必經之路。(完)

【編輯:王少喆】

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