确认！上海微电子28nm光刻机明年交付！意义何在？

在上一篇文章中，小编为您详细介绍了关于《摆摊遇上直播，地摊经济风口下的后浪们，如何学会正确摆摊方式！》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题确认！上海微电子28nm光刻机明年交付！意义何在？。

原标题：确认！上海微电子28nm光刻机明年交付！意义何在？

在经历了中兴事件之后，深深让国人感受到了中国在半导体芯片领域的薄弱，而此次美国升级对华为的制裁，更是让国人认识到了中国在芯片制造设备领域的薄弱。而对于芯片制造来说，最为关键的设备当属光刻机。

光刻机按照用途可以分为IC 前道光刻机、封装光刻机、面板光刻机以及 LED/MEMS/功率器件光刻机。而我们经常所说的芯片制造所使用的则是IC前道光刻机。

资料显示，光刻工艺是芯片制造过程中占用时间比最大的步骤，约占芯片制造总时长的40%-50%。同时，光刻机也是目前晶圆制造产线中成本最高的半导体设备，约占晶圆生产线设备总成本的27%。目前最先进的 EUV 设备在2018 年单台平均售价高达 1.04 亿欧元。

△光刻机是晶圆制造产线中的高投入型设备（数据来源：Global Foundries，国泰君安证券研究 ）

而在目前的光刻机市场，ASML、佳能以及尼康是最大的三家供应商，占据了全球99%的市场。其中ASML 在高端市场一家独大，且是全球唯一的EUV 光刻机供应商。可以说，中国的中高端光刻机市场一直都是被这三家国外厂商所垄断。

从长江存储、华力微、华虹无锡、中芯绍兴以及株洲中车的光刻机采购情况来看，各产线 19Q4 至今光刻机合计采购量可观，预示其 2020 年内资产线资本支出将进一步提升。

△国内光刻机采购情况

ASML、佳能以及尼康是全球光刻机市场的主要供应商，其中 ASML 在高端市场一家独大并且垄断 EUV 光刻机。从光刻机总体出货量来看（含非 IC 前道光刻机），目前全球光刻机出货量 99%集中在 ASML、尼康和佳能。其中ASML份额最高，达到67.3%，且垄断了高端 EUV 光刻机市场。

ASML 在技术更先进的 EUV、ArFi、ArF 机型市场占有率不断提升，且远大于 Canon 和 Nikon。2017 年 ASML 上述三种机型出货量总计为101 台，市场份额占比为 78.29%，到 2018 年 ASML 出货量增长到 120台，市场份额约 90% 。

数据显示，2018年，Canon 和 Nikon 在 EUV、ArFi、ArF 机型销售量远低于 ASML，二者产品主要集中价值量更低的后道光刻机以及面板光刻机领域。

IC 前道制造光刻机国产化严重不足。目前产线中光刻机主要依赖于进口，以国内产线长江存储为例，其光刻机全部来自于 ASML 和佳能。其中 Arf 光刻机全部由 ASML 供应，佳能主要供应技术难度相对较低的 g线、i 线光刻机及少部分 KrF 光刻机。

国产光刻机与国外技术差距较大，但部分领域已实现突破

虽然，中国也有自己的国产光刻机厂商——上海微电子装备股份有限公司（SMEE），但是其在技术上与国外还存在较大差距。

上海微电子成立于2002年，主要从事半导体装备、泛半导体装备以及高端智能装备的设计制造销售，其中光刻设备是公司的主营业务。目前公司光刻机可以应用于集成电路产业链中晶圆制造、封装测试，以及平板显示、高亮度 LED 等领域。目前上海微电子直接持有各类专利及专利申请超过2400项。

据上海微电子官网介绍，其主要生产 SSX600 和 SSX500 两个系列的光刻机。其中，SSX600 系列步进扫描投影光刻机采用四倍缩小倍率的投影物镜、工艺自适应调焦调平技术，以及高速高精的自减振六自由度工件台掩模台技术，可满足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 关键层和非关键层的光刻工艺需求，该设备可用于 8吋线或 12 吋线的大规模工业生产。SSB500 系列步进投影光刻机不仅适用于晶圆级封装的重新布线（RDL）以及 Flip Chip 工艺中常用的金凸块、焊料凸块、铜柱等先进封装光刻工艺，还可以通过选配背面对准模块，满足 MEMS 和 2.5D/3D 封装的 TSV 光刻工艺需求。

△上海微电子600系列光刻机

在技术上，上海微电子的IC前道光刻机与国际先进水平差距仍较大。上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的最高可实现 90nm 制程节点，ASML 的 EUV 3400B 制程节点可达到 5nm。这也使得在IC前道光刻机市场，国产化率较低，国内的IC前道光刻机市场主要被ASML、尼康和佳能瓜分。

不过，在对光刻精度要求较低的封装光刻机、 LED/MEMS/功率器件光刻机、面板光刻机市场，上海微电子则取得了不错的成绩。

目前上海微电子封装光刻机已实现批量供货，成为长电科技、日月光、通富微电等封测龙头的重要供应商，并出口海外市场，在国内市场占有率高达 80%，全球市场占有率达 40%。同时公司 300 系列光刻机可以满足 HB-LED、MEMS 和 Power Devices 等领域单双面光刻工艺需求，占有率达到 20%左右。

在面板光刻机市场，上海微电子也已经实现首台 4.5 代 TFT 投影光刻机进入用户生产线。不过，目前市场主流都是6 代及 6 代以上的产线。要想打破日本尼康和佳能所垄断的 FPD 光刻机市场格局，仍需要时间。

国产11nm光刻机将于年底下线？

近日，网上有传闻称上海微电子预计在2020年12月下线首台采用ArF光源的可生产11nm芯片的SSA800/10W光刻机。

据网友爆料称，SSA800/10W光刻机采用NA 1.35透镜组，并搭载超精密磁悬浮双工件台和超纯水浸入系统。同时采用华卓精科工作台的套刻精度指标优于1.7nm。该光刻机采用深紫外光波长193nm，通过透镜成像，以及折射原理单次可达到28nm曝光效果，然后再利用双工作台进行多次曝光原理，有生产7nm制程的潜力。同时，该网友还贴出了上海微电子的双工件台曝光系统的操作控制界面。

△图片来源：知乎

根据消息显示，该光刻机的光源激光系统由科溢虹源（中科院微电子所、中科院光电所等组成）研发；㓎没式双工作台由华卓精科研发；㓎液系统则由浙江启尔机电研发，最高支持11nm制程；透镜及曝光系统则由国望光学（长春光机所、上海光机所等组成）研发，而上海微电子则负责控制系统和总装。

（注：关于华卓精科的双工台介绍可参看芯智讯此前文章《打破ASML光刻机双工台技术垄断！华卓精科拟登陆科创板》）

另外值得一提的是，目前中微半导体已成功推出用于5nm制程蚀刻机，而承担“ArF 光刻胶（波长为193nm的ArF激光光源）产品的开发和产业化”02 专项项目的南大光电也已研发出了ArF 光刻胶，此外在光刻工序涂胶显影设备上沈阳芯源微电子的涂胶/显影机、喷胶机、清洗机、去胶机、湿法刻蚀机等，也可用于 6 英寸及以下及 8/12 英寸单晶圆处理。可以说，在芯片制造相关的多个关键环节，国内已经实现了一定的突破。

不过，对于上海微电子11nm光刻机将于年底下线传闻，目前并未有相关的信息进行印证。芯智讯在上海微电子的官网上并未看到相关新闻，同时官网上展示的最先进的光刻机仍是上海微电子的600系列光刻机，只能支持90nm技术节点的光刻工艺。此外，芯智讯也并未在网上找到相关证据，支持这个11nm光刻机将于年底下线的说法。同时，上海微电子的光刻机产品一下子从90nm直接跨越到11nm，这个技术跨度也确实有点大，真实性可能不大。

国产28nm光刻机明年交付，意义何在？

而近期业内传出的上海微电子将于2021年交付28nm光刻机的消息则似乎更为靠谱。

芯智讯通过查询相关资料也发现，徐州经开区官网于今年4月16日发布的一则题为《徐州经开区科益虹源集成电路光刻制造及服务基地项目开工》的文章当中有提及，科益虹源目前正承担“02重大专项浸没光刻光源研发”、“02重大专项核心零部件国产化能力建设”、“02重大专项集成电路晶圆缺陷检测光源”等国家专项。到2020年产品将与整机单位共同完成28nm国产光刻机的集成工作，对我国集成电路产业发展具有重大意义。

这里需要指出的是，北京科益虹源光电是中国唯一、世界第三家具备高端准分子激光技术研究和产品化的公司，同时也正是上海微电子的光刻机的光源系统的供应商。也就是说，通过上面的这则新闻，我们基本可以确认，今年科益虹源承担的“02重大专项”研发的浸没光刻光源就将与上海微电子共同完成28nm国产光刻机的集成。

所以，可以确认，2021年上海微电子就将完成28nm国产光刻机的交付。

虽然，这个28nm光刻机与ASML目前最先进的5nm EUV光刻机相比，仍有着很大的差距，但是对于中国的半导体产业以及上海微电子自身来说都是意义非凡，而且这个28那么光刻机通过多重曝光，甚至可能支持7nm的芯片制造。

随着摩尔定律的推进，制程工艺的难度和生产的工序都大幅增加，同时成本也大幅增加，特别是进入28nm以下制程之后的较长一段时间，20nm和16/14nm制程的成本一度高于28nm，这是摩尔定律运行60多年来首次遇到制程缩小但成本不降反升的问题。这也使得28nm一度作为最具性价比的制程工艺长期活跃于市场。

即便是随着20/16/14nm成本的降低，28nm工艺也依然占据了很大的市场，特别是在格芯、联电放弃10nm以下先进制程之后，开始将更多的精力放在的成熟制程上，不少晶圆厂还基于28nm推出了在低功耗、防辐射、低软错误率、耐高温和EMC、车载可靠性上更具优势的FD-SOI工艺，使其更适合物联网（IoT）在成本、功耗和性能方面的要求。

虽然目前手机芯片即将进入5nm制程工艺，但是在物联网、工业、新型存储等众多市场，28nm仍是比较主流的制程工艺节点。而且28nm以下的40/45/65nm也有着不小的市场。

从全球第一大晶圆代工厂台积电的2020年第一季度的营收占比来看，目前28nm占比仍有14%。而其28/40/45/65nm的总体占比更是高达30%。

显然，对于上海微电子来说，其28nm光刻机的顺利推出，将打破国外厂商的对于IC前端光刻机市场的垄断，可覆盖更为广阔的市场需求，特别是在国产替代趋势之下，将有望大幅提升其光刻机的出货量、营收和利润率。同时，也将帮助国内的晶圆代工厂降低对于国外半导体设备的依赖，进一步提升半导体制造关键设备的国产化率，提升中国半导体产业链的整体实力。

编辑：芯智讯-浪客剑游戏网

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