2026-11-10

5073

近日正在上海举行的第九届进博会，传出重磅好消息！上海微电子装备集团带来的新一代前道干式光刻机平台模型，让国产芯片制造装备再次备受关注。 这次亮相涉及SSC800和SSB800两大系列，模型采用透明剖视设计，观众能够看到光路和内部机电系统的布局。平时封闭在设备内部、很难被直观看见的精密结构，这次有了展示窗口。 更让人振奋的是，企业披露，相关国产前道干式光刻设备已进入国内头部逻辑和存储量产线，累计支持产线流片超过1000万片。据公开报道转述的企业信息，相关设备有效运行率超过92%，关键零部件国产化率突破90%，并已实现定型和规模化量产。 从模型展示到产线应用，这条消息究竟有重磅？它能解决哪些问题？国产光刻机又发展到哪一步了？ “新一代光刻机模型”这几个字结合在一起很有话题讨论性，有人看到模型就觉得没有实际进展，也有人看到新一代三个字，就联想到最尖端芯片已经可以全面自主生产。 事实上，它的完整名称是前道干式扫描投影光刻机。 前道，指向晶圆上器件及相关结构的制造环节。扫描投影，则是通过光学系统，把掩模上的图形投射到涂有光刻胶的晶圆上，并通过精密运动完成曝光。经过后续显影等步骤，图形才能继续转移到相应材料层中。 这与芯片封装环节使用的光刻装备，应用场景和要求并不相同。干式，说的是曝光时物镜与晶圆之间没有引入浸没液体，它对应一类成熟的光刻技术。 这次模型所展示的平台，适配I-line和KrF两条路线。它们使用的光，波长分别约为365纳米和248纳米，后者属于深紫外光刻技术。更短的波长，为制造更细的图形提供了条件。 模型最直观的作用是让观众看清整机如何组织，并不意味着没有实际进展。对于国产芯片产业而言，怎样把光学、运动控制和测量系统整合起来，才能奠定光刻机进入晶圆厂的基础。 上海微电子官网对两大系列的定位，已经给出了相对清楚的说明。SSB800采用I-line路线，覆盖280纳米及以上的典型光刻制程，主要面向功率半导体、模拟集成电路和微机电系统等领域。 SSC800采用KrF路线，官网给出的定位是110纳米及以上的精细化制程需求，并列出了高性能计算、存储、微处理器和Micro LED等应用方向。看到高性能计算和存储，有人可能会疑惑，110纳米怎么会与这些领域联系起来？ 关键在于一颗芯片的制造包含许多层，不同层的图形精细程度并不一样。晶圆厂会根据每一层的要求，选择合适的曝光设备。先进芯片也会使用多种光刻技术，而非所有结构都交给同一种机器完成。 同时，365纳米和248纳米是光的波长，280纳米和110纳米是企业给出的制程覆盖口径，这两组数字也不能混在一起。这次进展的实际价值，涉及的是晶圆厂真实需要的一部分光刻能力。 光刻机最难的地方就不只是光源，光源确实关键，但只有光，还远远不够。 光经过照明系统，再通过掩模和投影物镜，最终要在晶圆上形成符合要求的图形。照明是否均匀，物镜成像是否准确，图形边缘是否清楚，都会影响后续加工。 物镜也不是一片普通镜片，复杂光学系统中，各个元件的形状、位置和装配状态，都需要精细控制。设备运行产生的热量，还可能改变光学状态，需要测量和补偿。 而承载晶圆的工件台，它要快速移动，也要精确到位。速度决定生产效率，定位和运动精度影响曝光质量，两方面必须兼顾。 扫描曝光时，掩模台与晶圆台还需要按照规定关系同步运动。运动中的误差会反映到图形上，所以机械结构、电机、传感器和控制算法，必须一起解决问题。 上海微电子披露，两款设备采用自研双工件台平台。双台设计的思路是把一部分本来要依次做的工作并行起来。一片晶圆在曝光时，另一片晶圆可以在测量位置做对准、测高等准备。当前一片结束曝光，后一片就能接上，从而减少曝光系统等待的时间。 此外，还有套刻。芯片需要一层层加工，后一层图形必须与前面的结构准确对应。单独看每一层都很清楚，叠到一起却发生偏移，芯片仍可能出问题。 所以，判断光刻机水平，要同时看能刻多细、各层能否对准，以及长时间工作后表现是否稳定。 讨论国产光刻机，目光当然要看向更先进的技术。但成熟路线的装备能力，同样决定着产业基础是否扎实。在真实的晶圆厂里，曝光任务有不同难度，也有不同成本要求。适合某一层工艺的设备，只要能稳定满足要求，就有存在的价值。 芯片各层并不都需要最先进的光刻系统，干式设备仍承担大量适合它们的任务，国际厂商也在继续改进这类产品的效率和性能。 因此，国产干式光刻机的进步，可以增加国内晶圆厂在相应工艺环节的设备选择。此外，它还有更长远的意义，精密物镜、运动平台、测量传感和控制软件，需要在整机中反复磨合，才有条件积累一系列经验，为制造出更多更好的“中国芯”奠定坚实基础。 特别