最近，国产 氟化氩光刻机 的消息在网络上掀起了热议，许多网友纷纷高呼国产光刻机的「大突破」，尤其在看到「套刻≤8nm」时，甚至有人误认为这是8nm的光刻机。但事实真的如此吗？
实际上，虽然国产光刻机确实取得了一定进展，但距离真正的技术突破还有很长的路要走。
官方披露
其实早在今年6月20日，工信部发布了【首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）】，其中列出了两款光刻机——氟化氪光刻机（KrF）和氟化氩光刻机（ArF）。氟化氪光刻机采用248nm的光源，分辨率为≤110nm，适用于早期工艺制程。而氟化氩光刻机采用193nm光源，即常见的DUV光刻机，不过这款光刻机是干式DUV光刻机，而非更先进的浸没式DUV光刻机（ArFi）。
9月9日，首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）
根据工信部披露的信息，这款国产DUV光刻机的分辨率为≤65nm，套刻精度为≤8nm。虽然较之前的国产光刻机有所提升，但并未达到能够生产28nm甚至更先进制程的水平。而这正是许多网友误解的地方——将套刻精度误认为是光刻机制造制程节点的能力。
什么是套刻精度与分辨率的差异？
套刻精度与光刻机的制造制程并非一回事。套刻精度是指光刻机在多层芯片制造过程中，对每一层光刻图案进行精准对齐的能力。
而光刻机的分辨率则决定了芯片工艺制程的节点。在当前披露的国产光刻机中，虽然其套刻精度达到≤8nm，但分辨率只有65nm，也就是说，这款光刻机只能制造65nm或更接近的工艺制程芯片，距离8nm、7nm芯片的制造还相差甚远。
由此可见， 华为 的 新麒麟芯片 不太可能来自这台设备所制造的。
65nm光刻机能达到什么水平？
有网友提出，既然这款光刻机的套刻精度可以达到8nm，是否可以通过多重曝光技术实现更先进的制程？从理论上看，采用多重曝光确实可以提升工艺制程的节点，但前提是套刻精度必须足够高。而当前的国产光刻机在这方面仍有不少限制。
光刻机的分辨率决定了单次曝光下能够达到的工艺制程水平。65nm分辨率意味着这款国产光刻机能够制造65nm左右的芯片，而通过多重曝光可能可以达到更低的工艺制程。但现实问题是，随着每次曝光，误差会逐渐放大，这就需要更高的套刻精度来进行纠正。而国产光刻机的套刻精度虽然达到≤8nm，但在多层曝光下，这一精度将不足以支持更先进的工艺制程。
和ASML光刻机的对比：我们和人家的差距仍然明显
ASML在2015年推出的TWINSCAN XT：1460K光刻机分辨率为≤65nm，套刻精度则为＜5nm。这意味着，虽然两者的分辨率相同，但国产光刻机的套刻精度较差，直接影响了芯片的制造良率。
事实上，ASML早在2006年就推出了XT：1450光刻机，其分辨率为57nm，套刻精度为7nm，这已经比当前国产光刻机的性能更好。换句话说，国产光刻机的技术水平实际上还停留在ASML大约18年前的水平。
多重曝光技术的局限：是国产光刻机的瓶颈吗？
尽管65nm分辨率的光刻机通过多重曝光有可能实现更先进的制程，但这对套刻精度的要求极高。根据光刻机专家的分析，单次曝光的芯片制造需要的套刻精度为1/4至1/5的线宽。也就是说，55nm线宽的芯片需要至少11nm的套刻精度。然而，国产光刻机的套刻精度虽然为≤8nm，但在实际晶圆加工过程中，误差会进一步放大，实际精度可能会降至11-12nm。因此，国产光刻机在单次曝光情况下最多只能做到55nm-65nm的制程。
而如果要通过多重曝光实现更低的制程，如双重曝光或四重曝光，那么所需的套刻精度将进一步提升。根据计算，双重曝光至少需要5.5nm的套刻精度，而四重曝光则要求2.75nm的精度。显然，国产光刻机的8nm套刻精度还无法满足这一要求。
28nm制程为何仍然难以实现？
光刻技术的突破不仅仅依赖于光刻机本身，还包括整个光刻工艺、材料以及相关配套设备的共同进步。尽管国产光刻机的分辨率有所提高，但在制造28nm制程芯片方面，仍然面临多重挑战。以ASML的NXT：1970和NXT：1980为例，虽然其分辨率为38nm，但其套刻精度分别为＜3.5nm和＜2.5nm，这使得其能够通过多重曝光实现7nm甚至更先进制程的制造。
更重要的是，美国和荷兰对先进光刻机的出口限制，已经将NXT：1980及以上的光刻机列入禁售名单。这意味着国产厂商短期内无法获得先进的浸没式DUV光刻机，而国内目前仍以干式DUV为主。
国产光刻机的未来乐观吗？
尽管国产光刻机目前仍有较大差距，但也不应忽视其中的进步。65nm的分辨率相比之前的90nm已经是一大提升，显示出国产光刻机厂商在技术上的积累和努力。然而，与国际领先水平的差距仍然巨大，这一现实要求我们更加理性和清醒，避免盲目乐观。
国产光刻机要想从干式DUV转向更先进的浸没式DUV，还需要攻克诸多技术难题。历史上，ASML正是通过浸没式DUV打败了佳能和尼康，成为全球光刻机市场的霸主。如今，国产厂商面临着类似的挑战，需要在技术创新和市场竞争中寻找到自己的突破口。
技术突破仍旧需要时间
国产光刻机的进步无疑值得欣喜，但现阶段我们必须保持清醒的认识。尽管这款65nm分辨率的光刻机在一定程度上提高了国产光刻机的水平，但其距离真正的大突破还有相当长的距离。盲目乐观不仅无法帮助我们缩小差距，反而可能导致不切实际的期望。技术突破需要积累和沉淀，唯有脚踏实地，持续创新，才能在未来实现真正的超越。
国产光刻机厂商在技术上面临的挑战不仅仅是分辨率和套刻精度，还包括整个生态系统的建设和优化。在未来的技术竞争中，国产光刻机能否找到自己的突破口，将决定中国芯片制造业的未来。我们期待着那一天的到来，但也清楚地知道，真正的技术突破需要时间和耐心。
文：姜子牙不疼
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工业和信息化部关于印发【首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）】的通知
