我国造出“新型光刻机”，可实现22nm工艺制程，已投入使用

芯片制造的路径较为单一，基本上都离不开光刻机设备。制造商采用ASML的光刻机实现各类芯片的生产制造，但条条道路通罗马，我国造出“新型光刻机”，可以实现22nm工艺制程。这是怎样的光刻机设备呢？芯片制造还有哪些技术路径？

国产“新型光刻机”

光刻机在芯片制造过程中扮演重要的角色，正常的芯片制造流程都是先获得IC芯片设计图案，然后用光刻机把芯片图案曝光在晶圆表面。看起来很简单的过程，但人类花费了半个世纪，才成功发展到7nm，5nm的高端制造水准。

一台顶级的EUV光刻机需要光源系统、物镜系统、双工件台、控制系统四大件的支持。除此之外，EUV光刻机整合了10万个大大小小的零部件，是人类目前能造出最先进的光刻机设备。

EUV光刻机的原理并不复杂，通过大功率激光轰击靶材料，形成的激光束经过发射，在投影掩膜版发挥效益，然后投射到光刻模板，对双工件台上的晶圆进行芯片图案的曝光。

EUV光刻机制造难度大，全球只有ASML能生产。但ASML受制于规则，无法将EUV光刻机自由出货。所以关键时刻还得靠自己，加强对自主技术的研发开拓。

而很多人不知道的是，我国研制出一种“新型光刻机”，可以实现22nm工艺制程，这是怎样的光刻机设备呢？

这种光刻机叫做超分辨率光刻机，是中国科学院光电技术研究所在2019年实现突破的设备。

超分辨率光刻机采用表面等离子超衍射光刻，产生波长较短的等离子体，在涂抹光刻胶的晶圆表面实现光刻。

和EUV光刻机广泛应用于芯片制造业不同，超分辨率光刻机自研制成功以来，主要提供纳米功能器件的生产，造出了超表面成像器件，大口径薄膜镜等器件。

因此超分辨率光刻机已经投入了使用，待实现更大的技术层面突破后，相信可用在更多的行业领域。

当然，超分辨率光刻机还有许多需要完善的地方，比如在产能方面，因为是直写式，所以无法实现大规模批量制造。相比于ASML的光刻机仍有待提高产能。

总之这是一条任重而道远的路，国外尚且用了几十年才达到如今的成就，想要在短时间内追平，除了付出加倍的努力，就是厚积薄发了。

芯片制造还有哪些技术路径？

ASML的光刻机在全球芯片制造市场热销，台积电，三星等巨头都需要找ASML抢购。虽然国内也有相关的光刻机产业链，还造出过超分辨率光刻机，但面向未来依然需要继续前行。从半导体设备的角度来看，芯片制造还有哪些技术路径呢？

或许美国Zyvex公司的电子束光刻机也是一个方向。ASML的EUV光刻机可以实现5nm芯片制造，而美国Zyvex公司采用电子束光刻机实现0.7nm芯片的制造突破，被用于量子计算机领域。

这家美企使用的是EBL电子束光刻技术，因为精度比EUV光刻机更高，所以能够实现更精密的制造效果。

ASML说过，下一代的NA EUV光刻机可能是最后一代制程。如果ASML的光刻机走到尽头，未来一定会出现其它的设备用于替代。按照电子束光刻机的精度表现来看，或许能成为一个技术路径。

当然，美国电子束光刻机目前还存在产能低，应用范围有限的缺点。如果能改善这些问题，说不定全球半导体行业会是另一番格局。

除了这些，日本铠侠，佳能的纳米压印技术也有望成为传统光刻机的替代品。所谓的纳米压印其实就是一种“盖章”的技术，把芯片线图刻在设备模板上，然后压印在晶圆表面。

整个过程中不需要投影掩膜，对光源波长也没有要求。功耗低的同时成本也低，如果能大规模应用，或许纳米压印技术设备会成为传统光刻机的另一个替代选项。

铠侠，佳能这些日企正在推进高端纳米压印技术，试图与EUV光刻机形成对标。成功与否尚且不知，至少有了思路以后，就有探索的方向了。

站在人类芯片发展的角度，不管是哪个国家进行怎样的芯片制造技术探索，对人类的科技文明而言都是有利的。但同时我们也该清楚，科技并非无国界，要想使用先进的技术，不受外界的干扰，终归还是需要靠自己。

写在最后

我国造出“新型光刻机”，这是一种超分辨率光刻机技术，虽然主要用于成熟工艺，但有了第一步就会有第二步。人类探索芯片的脚步从未停止，摩尔定律之后也许还有新的故事，期待国产半导体能砥砺前行，取得更大的进步。

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