在最近釋出的【首台（套）重大技術裝備推廣套用指導目錄（2024年版）】中，工信部明確提出了中國光刻機技術的新裏程碑。檔特別提到了積體電路制造領域的最新進展，包括氟化氪光刻機和氟化氬光刻機兩大類。
這次更新強調了氟化氪（KrF）和氟化氬（ArF）光刻機的套用，這兩種裝置都采用了深紫外（DUV）技術。氟化氬光刻機尤其引人註目，其核心技術指標包括：193nm的光源波長、最小可達65nm的分辨率以及不超過8nm的套刻精度。
這些技術參數的具體含義如下：
193nm光源
目前光刻技術已經發展至第五代。簡要概述如下：
第一代：G線光刻機，光源波長為436nm，主要適用於生產350nm及以上規格的芯片。
第二代：I線光刻機，光源波長為365nm，專為350nm芯片制造設計。
第三代：氟化氪（KrF）光刻機，光源波長248nm，能夠生產130nm規格的芯片。
第四代：氟化氬（ArF）光刻機，其光源波長為193nm，基礎產能覆蓋至65nm芯片。采用浸潤式技術後，有效波長可減至134nm，支持7nm及更精細芯片的生產。
第五代：EUV光刻機，專為7nm以下芯片制造設計，目前市場上如台積電、三星等采用的均為ASML的EUV光刻機。
193nm的波長屬於深紫外區域，這標誌著中國的光刻機技術已站在第四代的門檻上。
65nm分辨率
光刻機的分辨率反映了其在矽片上清晰投影並區分鄰近圖形的能力。
分辨率計算可透過公式 分辨率 = k 1 × λ N A \text{分辨率} = k1 \times \frac{\lambda}{NA} 分辨率 = k 1 × N A λ 得出，其中 k 1 k1 k 1 是常數， λ \lambda λ 是光源波長， N A NA N A 是物鏡的數值孔徑。提高物鏡的數值孔徑是提升分辨率、制造更精密芯片的關鍵。
以ASML為例，其DUV光刻機的NA已從0.4提升至0.93，而EUV光刻機更是從0.33增至0.55，這些升級顯著提高了芯片的制造精度。
就當前情況而言，雖然ASML的DUV光刻機分辨率已達到34nm，但國產光刻機已達到65nm的分辨率，這顯示了國產技術在追趕國際前沿的過程中取得的重要進展。
多重曝光實際上是一種復合曝光技術，它在不變更光源波長的前提下提升了分辨率，從而生產出更高級的芯片。
舉個例子，台積電使用1980Di型、波長為134nm的光刻機為華為生產了7nm工藝的麒麟990芯片，這正是運用了多重曝光技術的成果。
目前，常見的多重曝光技術包括曝光-固化-曝光-刻蝕（LFLE）、雙重曝光（LELE）、三重曝光（LELELE）和自對準多重圖形（SAMP）等技術。
雙重曝光技術能顯著提高28nm芯片的影像品質，使其相當於14nm。
而三重曝光和自對準多重圖形技術則更多套用於16nm、14nm以及7nm工藝。
在多重曝光過程中，套刻的精度尤為關鍵。
每次曝光的位置必須非常精確地對齊，否則就會導致電路結構錯誤，因此兩次曝光的位置偏移是衡量套刻精度的重要標準。
此外，多重曝光還意味著成本增加，同時還會影響光刻機的生產效率、良品率和耗電量，從而導致更高的成本。
理論上，≤8nm的套刻精度能夠制造出8nm芯片，但實際生產中可能因為成本和良品率問題而放棄生產。例如，如果一批8nm手機芯片的單顆成本高達1500元，並且發熱嚴重，其實際意義將大打折扣。
而且，國產光刻機的分辨率目前為65nm，與蔡司的物鏡還存在一定差距。
因此，使用浸潤式技術的國產ArF光刻機目前應該能夠制造出14nm芯片，這已經是一個相當大的突破。
目前，14nm及以上工藝的芯片在航天軍工、汽車、工業和家電等多個領域的套用非常廣泛，市場份額高達70%。而7nm及以下的高級芯片則主要套用於智慧型手機、高級CPU、超級計算、AI芯片和自動駕駛領域，市場份額約為30%。
因此，國產氟化氬（ArF）光刻機的問世，預計將大幅提高中國芯片產業的自給率至70%，並有望在2-3年內實作7nm芯片的國產化。
在全球範圍內，能夠獨立研發光刻機的國家僅有荷蘭、日本和中國。
荷蘭的ASML是光刻機技術的領導者，其產品整合了全球技術，如美國的光源、德國的物鏡、法國的軸承，並且還使用了來自日本和中國台灣的部份技術。據悉，ASML的供應商多達3000家，遍布全球。
日本尼康雖然技術水平緊隨ASML之後，但也無法完全自主，受到歐美技術的制約。
唯一的中國則完全依靠自主研發，因為在光刻機方面，包括零部件的出口對中國是禁止的。這足以證明關鍵核心技術已實作100%的國產化，這是其他國家所不具備的。
但我們也應看到，光刻機技術的道路依然充滿挑戰。下一代的EUV光刻機要求更高，對光源技術、物鏡系統以及雙工作台、軸承、線纜等方面的要求都更為苛刻。
需要使用13.5nm的極紫外光源技術、比浴室鏡面還要平整100倍的物鏡和奈米級誤差的雙工作台等，這些聽起來就令人感到窒息。
一旦這些技術突破，全球芯片產業格局將徹底被顛覆，ASML的領先地位也將不保。
從早期ASML的工程師嘲笑中國「即便公開圖紙，他們也造不出來」，到後來的「中國無法造出先進光刻機」，再到去年ASML總裁溫寧克稱「中國自主研發光刻機破壞了全球產業鏈」，ASML的態度已經暗示了中國光刻機的迅速發展。
中國在光刻機自主研發的道路上已進入深水區，只要堅持腳踏實地、一步步前進，未來的EUV光刻機必將實作突破，從而逆襲超越成為可能。
