原创 飙叔科技洞察 2025-02-23 18:09 广东
5nm国产芯片即将迎来大突破，要量产了；而且据说AI芯片和手机SOC芯片都将量产。
最近有数码博主放出消息说：5nm国产芯片即将迎来大突破，要量产了；而且据说AI芯片和手机SOC芯片都将量产。同时，据说半导体设备核心部件也实现了国产。具体如下：
对于以上消息，目前无法证实；但我们知道目前国产芯片“卡脖子”的核心部件是光刻机。
从公开消息来看，目前国产光刻机整机国产化率在15%-20%之间，并且主要集中于28nm及以上制程；也就是基本解决了成熟制程工艺的国产芯片制造问题。
我们知道整个光刻系统核心部件主要有：光源产生器、光源稳定器、光学系统和控制系统。那各个核心部件技术进展情况如何，以及国产化率如何？
1、光源产生器
从光源产生器来看，主要承担研发任务的是科益虹源；据了解科益虹源已成功研发出193nm ArF准分子激光器，填补了国内空白，并成为上海微电子光源系统的主要供应商。根据光刻系统需求来看，193nm产线可满足28nm以上工艺节点的需求。相比ASML光刻系统，科益虹源的激光器功率和稳定性仍有较大的差距。
2、光源稳定器
光源稳定器涉及精密光学控制技术一直是短板，其中光场匀化器主要用于光刻机曝光系统，其核心功能是优化激光束的均匀性和稳定性，提升光刻分辨率；但近期在光场匀化器、光束整形等领域有所突破。
光场匀化器的突破主要得益于炬光科技通过整合LIMO和瑞士炬光的工艺优势，实现了光场匀化器品类的多样化，满足不同客户需求。
其光场匀化器已用于国内主要光刻机研发项目和样机中，提升了国产光刻机的分辨率和成像质量；同时已应用于ASML相关设备之中。
但在光场匀化器中的高精度控制系统（如实时监测光强、波长稳定性）仍依赖进口元器件，国产化率不足30%。
3、光学系统（照明模组与投影物镜）
在光刻系统中光学系统起到不可替代的作用，其主要可分为照明模组和投影物镜模块。
在照明模组中，国产光学厂商波长光电和茂莱光学分别取得了不错的突破。其中波长光电开发的平行光源系统已用于国产光刻机，但主要面向中低端需求；而茂莱光学的DUV光学透镜已应用于国产设备，但其面形精度（30nm）与国际先进水平（＜10nm）仍有差距。
而在投影物镜模块中，国望光学研发的90nm节点ArF光刻机曝光系统已通过验证，但高数值孔径（NA）物镜仍依赖德国蔡司等供应商。国内镜头材料（如高纯度氟化钙晶体）和镀膜技术尚未完全自主化。
4.光刻控制系统
目前主流光刻系统主要使用双工作台进行系统的管理和控制，国产光刻机的控制系统在基础算法和软件层面已实现部分替代。
目前最新消息是华卓精科双工件台的运动误差控制在2纳米以内，同步运动精度优于2nm（如与掩模台同步精度），套刻精度可达1.7nm，通过多重曝光可实现7nm制程工艺芯片生产。但华卓精科的双工件台目前仅供应上海微电子，用于其28nm沉浸式光刻机样机。2021年完成首台交付，但尚未通过验收。同时，控制台所用的高端传感器、精密伺服电机等硬件仍依赖进口。
因而，华卓精科的双工件台在同步精度和自由度等核心指标上达到国际先进水平，但量产能力和工艺节点覆盖仍落后于ASML等巨头。其技术突破为国产光刻机提供了关键支持，但商业化进程受制于客户单一、研发依赖外部合作等因素。
另外，光刻系统的其他关键组件，如浸没系统：浸没头、流场控制单元、超纯水循环系统等已实现自主供应，国产化率超过85%。
而我们知道，浸没式光刻系统是生产7nm制程的关键设备，其是一种通过液体介质（通常为超纯水）填充投影物镜与硅片之间的间隙，以提高光刻分辨率的核心技术。国产浸没系统的突破预示着国产浸没式光刻机突破的曙光。
如上所述目前国产光刻系统各核心部件都有重大突破，在具体应用中也都有了不小的进展。
但我们知道，目前国产芯片最先进的当属华为海思的麒麟9000系列芯片了；大家公认的麒麟9000系列的制程虽然是7nm，其主要是通过多重曝光技术而实现的。因此，年内实现国产5nm的量产，飙叔不是不相信国产芯片的进步，但依然对此打一个大大的问号！
飙叔感谢您花时间关注与分享，感谢在我的人生道路中多了这么多志同道合的朋友，一起关注国产光刻机、国产芯片、国产半导体艰难突破之路；一起分享华为海思、华为鸿蒙及华为手机等华为产业为代表的中国ICT产业崛起的点点滴滴；从此生活变得不再孤单，不再无聊！ |
