SEMICON China 2017開幕日即3月14日，上海微電子裝備(集團)股份有限公司(后簡稱“SMEE”)宣布，SMEE 與荷蘭公司 ASML 簽署戰(zhàn)略合作備忘錄(MoU)，為雙方進一步的潛在合作奠定了基礎。

　　根據這項合作備忘錄，ASML 和 SMEE 將探索就 ASML 光刻系統的特定模塊或半導體行業(yè)相關產品進行采購的可能性。此次MoU的簽署代表 ASML 繼日前與上海集成電路研發(fā)中心(ICRD)宣布合作之后，進一步深入參與中國的IC產業(yè)的發(fā)展。

　　光刻機被稱為“人類最精密復雜的機器”，制造光刻機更被比作是在微觀世界里“造房子”——成像系統由幾十個直徑為200~300毫米的透鏡組成，定位精度都是納米級。微米級的瞬時傳輸控制技術，猶如兩架空客以1000/小時公里同步高速運動，在瞬間對接穿針引線;玻璃鏡面加工等精度，誤差不會超過0.5毫米。

　　為了在更小的物理空間集成更多的電子元件，單個電路的物理尺寸越來越小，主流光刻機在硅片上投射的光刻電路分辨率達到50-90nm。超高的技術難度使得光刻機在全世界集成電路設備廠商中形成了極高的技術門檻，據了解，當今世界能夠擁有這種技術、生產這種產品的只有兩三個國家的兩三家公司。以ASML 公司最先進的 EUV 光刻機為例，售價高達 1 億美元，而且只有 ASML 能夠生產。

　　在光刻機領域，SMEE 取得了重要突破，并在先進封裝光刻機產品方面形成了系列化和量產化，在國際同類產品中處于先進水平，還實現了光刻機海外市場的銷售突破。SMEE 也被列入國家發(fā)改委 2016 年 1 月底公布的國家認定企業(yè)技術中心名單。

　　目前，由于國內集成電路生產企業(yè)沒有 20nm 以下的生產工藝能力，加上 ASML EUV光刻機價格昂貴、產能有限，還沒有安裝 ASML EUV 機臺，在國產光刻機技術上與之差距太大，根本無法在高端市場上參與競爭，嚴重制約了我國微電子信息工業(yè)的發(fā)展。據報道，近年來我國每年集成電路產品進口金額與每年原油進口金額大致相當，每年已經超過 2000 億美元，如何改變集成電路制造受制于人的局面是國產光刻機研發(fā)的主要目標。

　　2002年，光刻機被列入國家 863 重大科技攻關計劃，由科技部和上海市共同推動成立上海微電子裝備有限公司來承擔，2008年國家又啟動了“02”科技重大專項予以銜接持續(xù)攻關。經過十幾年潛心研發(fā)，我國已基本掌握了高端光刻機的集成技術，并部分掌握了核心部件的制造技術。

　　國家光電實驗室首次實現 9nm 線寬光刻

　　2016年底，華中科技大學國家光電實驗室目前利用雙光束在光刻膠上首次完成了 9nm 線寬，雙線間距低至約 50nm 的超分辨光刻。未來將這一工程化應用到光刻機上可以突破國外的專利壁壘，直接達到 EUV 的加工水平。

　　2014年10月瑞典皇家諾貝爾獎委員會決定將當年的諾貝爾化學獎授予打破光學衍射極限發(fā)明超分辨率光學顯微技術的三位科學家，以表彰他們在超分辨率光學成像方面的卓著貢獻。其中斯蒂芬·黑爾教授發(fā)明的STED超分辨技術采用二束激光，一束激發(fā)激光(Exciting Laser Beam)激發(fā)顯微鏡物鏡下的熒光物質產生熒光，另外一束中心光強為零的環(huán)形淬滅激光(Inhibiting Laser beam)淬滅激發(fā)激光產生的熒光。這兩束光的中心重合在一起，使得只有處于納米級環(huán)形淬滅激光中心處的熒光分子才能正常發(fā)光，通過掃描的辦法就可以得到超越衍射極限的光學成像。

　　遵循這個思路，華中科技大學國家光電實驗室的甘棕松教授在國外攻讀博士學位期間，采用類似方法在光刻制造技術上取得進展，成功突破光學衍射極限，首次在世界范圍內實現了創(chuàng)記錄的單線 9nm 線寬，雙線間距低至約 50nm 的超分辨光刻。未來將這一技術工程化應用到光刻機上，能夠突破光學衍射極限對投射電路尺寸的限制從而實現超分辨光刻，有望使國產集成電路光刻機擺脫一味采用更短波長光源的技術路線。

　　采用超分辨的方法突破光學衍射的限制，將光聚集到更小的尺寸，應用到集成電路光刻可以帶來兩個方面的好處：一方面可以實現更高的分辨率，不再需要采用更短波長的光源，使得光刻機系統造價大大降低;另外一方面采用可見光進行光刻，可以穿透普通的材料，工作環(huán)境要求不高，擺脫 EUV 光源需要真空環(huán)境、光刻能量不足的羈絆。

　　與動輒幾千萬美元的主流光刻機乃至一億美元售價的 EUV 光刻機相比，超分辨光刻硬件部分只需要一臺飛秒激光器和一臺普通連續(xù)激光器，成本只是主流光刻機的幾分之一。該系統運行條件比紫外光刻溫和得多，不需要真空環(huán)境，不需要特殊的發(fā)光和折光元器件，和一般光刻系統相比，該系統僅僅是引入了第二束光，系統光路設計上改動比較小，光刻機工程化應用相對容易，有希望使國產光刻機在高端領域彎道超車、有所突破。

　　國內半導體設備產業(yè)正面臨空前機遇

　　綜觀全球半導體設備與材料市場，每年約 800 億美元，現狀幾乎是美國壟斷設備，日本掌控材料，除了歐洲的 ASML 光刻設備之外，連中國臺灣地區(qū)與韓國的設備國產化率也很低。兩者多次設立目標想要提升，但受限于工業(yè)基礎，實際上進展也很緩慢。相比之下，在中國半導體業(yè)發(fā)展中，更嚴峻的態(tài)勢是所用的設備與材料，幾乎 90%以上都需要進口。

　　SEMI全球副總裁、中國區(qū)總裁居龍就多次指出，目前中國半導體設備和材料占全球市場份額不足1%，嚴重制約著國產芯片產業(yè)的自給和健康發(fā)展。

　　根據 SEMI 的預測，2016年至2017年間，綜合8英寸、12英寸廠來看，確定新建的晶圓廠就有19座，其中中國大陸就占了10座。半導體前道設備的銷售額，全球2013年為318.2億美元，2015年為365.3億美元，2016年為396.9億美元，預測2017年為434億美元，中國部分可達69.9億美元(包括外資在中國的投資)。

　　近期中國的芯片制造業(yè)進入又一輪擴充產能的高潮。從中芯國際在上海、深圳以及天津的擴建，到華力微的二期建設，加上長江存儲、福建晉華以及紫光南京成都的存儲器項目，在這樣的大好形勢下，加上國家有鼓勵采用國產設備的補助政策，像中微半導體這樣的中國半導體設備企業(yè)迎來又一個“春天”。

　　中微半導體設備有限公司，作為國內集成電路裝備制造骨干企業(yè)，擁有三大高端設備產品系列，是我國集成電路裝備業(yè)界的龍頭、標桿和旗幟。中微研發(fā)的介質刻蝕機是半導體生產設備中關鍵核心裝備之一，市場一直為美日等企業(yè)壟斷，其28nm-15nm的耦合等離子體介質刻蝕機去年獲得了中國國際工業(yè)博覽會金獎，產品出口額占我國泛半導體設備出口額的僅 8 成，擁有臺積電、英特爾等客戶。

　　中微刻蝕機的研發(fā)成功，填補了國內空白，在技術上實現突破，跟上國際技術發(fā)展步伐，明顯提升我國半導體設備產業(yè)的技術能級，并可改變我國集成電路生產企業(yè)受制于人的局面，對于搶占未來經濟和科技發(fā)展制高點、加快轉變經濟發(fā)展方式、實現由制造業(yè)大國向強國轉變具有重要戰(zhàn)略意義。

　　根據行業(yè)權威研究機構 Gartner 最新發(fā)布的統計結果，中微公司介質刻蝕設備市場占有率從 2013 年的全球第 6 位提升到 2014 年的全球第 4 位。考慮到 Mattson 公司僅提供低端刻蝕設備，中微公司在高端介質刻蝕設備領域已經躋身全球三強。由于中微生產的等離子刻蝕機已經實現在晶圓制造廠批量生產，2015年2月5日，美國商務部取消了對等離子干法刻蝕設備的出口限制。

　　2015年，中微半導體獲得國家集成電路基金的4.8億元投資，這是繼長電科技后，國家集成電路基金出手的第二次投資，也是上海半導體行業(yè)獲得的第一筆國家基金投資。