来自中科院官方的消息报道，中科院光电所所长、超分辨光刻装备项目首席科学家罗先刚研究员介绍说，2012年，该所承担了超分辨光刻装备这一国家重大科研装备项目研制任务，经过近7年艰苦攻关，在无国外成熟经验可借鉴的情况下，项目组突破了高均匀性照明、超分辨光刻镜头、纳米级分辨力检焦及间隙测量和超精密、多自由度工件台及控制等关键技术，完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制，其采用365纳米波长光源，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米(约1/17曝光波长)。在此基础上，项目组还结合超分辨光刻装备项目开发的高深宽比刻蚀、多重图形等配套工艺，实现了10纳米以下特征尺寸图形的加工。

这一世界首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备是基于表面等离子体超衍射研制而成，它打破了传统光学光刻分辨力受限于光源波长及镜头数值孔径的传统路线格局，形成了一条全新的超衍射纳米光刻从原理、装备到工艺的技术路线，具有完全自主知识产权，为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性战略领域的跨越式发展提供了制造工具。

验收专家认为，中科光电所研制成功的超分辨光刻装备所有技术指标均达到或优于实施方案规定的考核指标要求，关键技术指标达到超分辨成像光刻领域的国际领先水平。该项目在原理上突破分辨力衍射极限，建立一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线，绕过了国外高分辨光刻装备技术知识产权壁垒，实现中国技术源头创新，研制出拥有自主知识产权、技术自主可控的超分辨光刻装备，也是世界上首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。

同时，利用研制成功的超分辨光刻装备已制备出一系列纳米功能器件，包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等，验证了该装备纳米功能器件加工能力，已达到实用化水平。

中科光电所超分辨光刻装备项目已发表论文68篇，目前已获授权国家发明专利47项，授权国际专利4项，并培养出一支超分辨光刻技术和装备研发团队。罗先刚表示，中科院光电所后续将进一步加大超分辨光刻装备的功能多样化研发和推广应用力度，推动国家相关领域发展。

PS：这则新闻里技术名词很多，这款光刻机的核心之处在于“打破了传统光学光刻分辨力受限于光源波长及镜头数值孔径的传统路线格局”，要明白这个突破的意义需要了解下现在的ASML光刻机原理，我们之前在超能课堂：单价1.2亿美元的光刻机，全球只有一家公司生产一文里介绍过光刻机的分辨率决定了芯片的工艺水平，而光刻机分辨率光刻机的精度跟光源的波长、物镜的数值孔径是有关系的，有公式可以计算：

光刻机分辨率=k1*λ/NA

k1是常数，不同的光刻机k1不同，λ指的是光源波长，NA是物镜的数值孔径，所以光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径，波长越短越好，NA越大越好，这样光刻机分辨率就越高，制程工艺越先进。

现在中科院研发的光刻机虽然也叫光刻机，但它之所以能打破光刻机分辨率依赖于波长、数值孔径的限制是因为它的原理并不同，文章中也说了这套光刻机系统是基于表面等离子体超衍射，绕过了国外高分辨光刻装备技术知识产权壁垒，实现中国技术源头创新。

这套光刻机也不是中科院系统首次在光刻工艺上作出创新了，在光刻机研发方面，中科院下面至少有两个团队，一个是长春光学精密机械与物理研究所，他们承担了国内的02专项32-22nm装备技术前瞻性研究，专注于EUV/X射线成像技术研究，着重开展了EUV光源、超光滑抛光技术、EUV多层膜及相关EUV成像技术研究，这个技术路线跟ASML的EUV光刻技术是一个方向的。

这次出成就的是中科院光电所，走的是表面等离子体超衍射光学光刻路线，实际上现在曝光的这套22nm工艺光刻机也不是新闻了，因为2017年的时候就有过相关报道了，之前报道中它被称为SP光刻机，号称是世界第一个单次成像就能达到22nm水平的光刻机（光刻工艺中多重曝光可以累积提高精度），现在是这个项目正式通过验收。

中科院这套光刻机使用的365nm光源就能制造出22nm工艺的芯片，未来通过多重曝光等手段可以制造出10nm以下的芯片，技术上很牛，但是对于它的期望不要太高，这种光刻机跟现在的ASML体系的光刻机不一样，用于大规模生产的话需要改变工艺流程，所以真正用于商业生产的话还很遥远，它如何商业化还是个问题，商业化了有没有半导体制造公司去采用这种新型光刻机还是个问题。

总之，中科院现在研发成功的光刻机技术意义很重要，可以开辟新的光刻路线，但是国内半导体工艺水平并不是靠光刻机先进与否就能解决的。

更新：找了更详细的报道，这种光刻机技术原理很不错，但是目前商业量产的实用性可能没有，加工速度太慢了，远不如ASML光刻机，而且处理的是4英寸晶圆。

NA数值孔径对光刻机有什么意义？这个问题我们在之前的超能课堂：单价1.2亿美元的光刻机，全球只有一家公司生产一文中做过简单解释，决定光刻机分辨率的公式如下：

光刻机分辨率=k1*λ/NA

k1是常数，不同的光刻机k1不同，λ指的是光源波长，NA是物镜的数值孔径，所以光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径，波长越短越好，NA越大越好，这样光刻机分辨率就越高，制程工艺越先进。

现在的EUV光刻机使用的是波长13.5nm的极紫外光，而普通的DUV光刻机使用的是193nm的深紫外光，所以升级到EUV光刻机可以大幅提升半导体工艺水平，实现7nm及以下工艺。

但是改变波长之后再进一步提升EUV光刻机的分辨率就要从NA指标上下手了，目前的光刻机使用的还是NA=0.33的物镜系统，下一代的目标就是NA=0.5及以上的光学系统了。

如今ASML与IMEC合作的就是高NA的EUV工艺了，双方将成立一个联合实验室，在EXE：5000型光刻机上使用NA=0.55的光学系统，更高的NA有助于将EVU光源投射到更广阔的晶圆上从而提高半导体工艺分辨率，减少晶体管尺寸。

如今这项研究才刚刚开始，所以新一代EUV光刻工艺问世时间还早，此前ASML投资20亿美元入股蔡司公司，目标就是合作研发NA=0.5的物镜系统，之前公布的量产时间是2024年，这个时间点上半导体公司的制程工艺应该可以到3nm节点了。

根据ASML公司的Q3季度财报，ASML的设备销售营收20.81亿欧元，安装管理服务等业务营收6.95亿欧元，当季营收27.76亿欧元，同比增长13.4%，环比增长1%，不过毛利率达到了48.1%，同比增加5.2个百分点，环比也增加了4.8个百分点。

Q3季度的光刻机销售中，韩国公司占比33%，台湾公司占比30%，大陆公司占比18%，前一个季度中大陆公司占比是19%，不过Q3季度中台湾公司占比从18%增长到了30%，韩国公司占比从35%降至33%。

在单机过亿欧元的EUV光刻机方面，Q3季度ASML出货了5台EUV光刻机，上个季度出货7台EUV光刻机，预计Q4季度出货6台EUV光刻机，全年出货的数量将达到18台，而2019年EUV光刻机预计出货数量达到30台。

明年除了EUV光刻机数量大涨之外，ASML公司明年下半年还将推出进一步改进的NXE:3400C光刻机，WPH（每小时处理的晶圆数量）产能将提升到155片，而现在的NXE:3400B型EUV光刻机的产能在合作伙伴的工厂中已经实现了125 WPH的产能，NXE:3400C的产能预计再提升24%，这对改善EUV工艺的产能很有帮助。

不过EUV光刻工艺今年正式量产只是一个开始，EUV光刻工艺目前离成熟还早呢，155 WPH的产能可喜可贺，但是现在的沉浸式光刻机的产能可达250 WPH，而且能以250W的光源长时间稳定运行，这些都是EUV光刻机暂时做不到的。

2012年7月份英特尔宣布向ASML公司投资33亿欧元（当时约合41亿美元）以助其开发EUV光刻工艺及18英寸晶圆，第一期目标为Intel投资5.53亿欧元（6.8亿美元）协助ASML开发18英寸晶圆制造工具，同时Intel将以17亿欧元（21亿美元）的代价收购ASML公司大约10%的盘前交易已发行股票，最终持股比例达到了15%。

随后三星、台积电也分别投资了ASML公司，三星投资10亿美元获得约3%的股份，台积电花钱买入了约5%的股份，合作方式跟英特尔差不多，一部分是现金支持，一部分是购买股票。

这三家投资ASML最初的目标不是赚钱，而是当时ASML开发EUV工艺陷入了困境，资金匮乏，不帮助一把的话EUV开发可能就没后续了，对英特尔、台积电、三星也没什么好处，毕竟EUV开发上ASML是独一份，而且这个过程确实艰难，英特尔从1997年就参与EUV研究了。

随着EUV光刻机走向正轨，这三家公司在这几年来也不断减持ASML股票，而这次的投资也是赚大了，当年购买ASML股份时股票价格不过40欧元左右，这几年ASML股票一路上涨，现在已经是149欧元了。

在减持上，台积电、三星行动时间比较早，英特尔去年6月份的时候还持有10%的ASML股票，去年底首次减持到5%以内，日前英特尔又一次减持了ASML的股票，持股比例降至3%以内。

英特尔减持ASML股票是投资行为，这个没必要过多解读，但在EUV工艺上英特尔确实是起个大早赶个晚集。当年业界普遍认为英特尔会是第一个应用EUV工艺的，那时候英特尔的半导体工艺遥遥领先台积电、三星，但现在情况不同了，英特尔对上马EUV工艺一点也不热心，远不如台积电、三星。

今年Q2季度中，ASML公司出货了4台EVU光刻机，比预期的多了一台，手中的订单量是7台，Q2季度新增一台EUV光刻机订单，预计全年出货EUV光刻机超过20台，2019年预计出货超过30台，只不过这些订单绝大多数都是三星、台积电购买的。

在这两家之外，Globalfoundries购买了一台EUV光刻机，但现在他们退出7nm工艺了，正在寻求转售或者退货这台光刻机。中国的中芯国际也订购了一台EUV光刻机，预计明年交付，主要用于7nm工艺研究。

英特尔买没买EUV光刻机或者买了多少光刻机还是个谜，即便有买，数量也不多，只限于技术研究，因为英特尔短时间内不可能应用EUV工艺，至少也要等到2021年底，也就是英特尔自家的7nm节点。

此前的爆料中，有在荷兰留学的中国留学生申请ASML公司的职位，结果被拒绝，邮件回复称迫于美国政府的压力，ASML公司不能招收中国籍员工了。此事曝光后引发了网络热议，荷兰ASML公司日前也针对此事发表了通告，否认不再招收中国籍员工的消息，他们在给半导体行业观察的回复中表示ASML招人时一般不会有国籍限制，ASML欢迎来自全球各地的工程师，ASML可以并持续欢迎符合职位需求的中国籍人员加入公司高科技产品的研发、工艺及服务团队。

虽然否认不招中国人，但是ASML表示在美国开发的高新技术时，美国政府会有一些限制，包括中国在内的二十多个国家的人员需要获得美国的许可证，之后ASML才会将其招收进相关的技术团队中。

ASML强调这些政策不是新规定的，而是美国多年前就开始的，不过ASML也提到这个规定现在有比过去日趋严格的趋势。

ASML公司近年来正在加大对中国市场的投入与支持，今年Q2季度的财报中，大陆地区在ASML的营收中越来越重要，Q1季度大陆地区的光刻机销售占比20%，Q2季度中占比19%，与美国地区相同，高于台湾地区，不过跟韩国地区35%的份额相比还有很大差距。

2017年6月份ASML宣布与中国上海的集成电路研究开发中心（ICRD）达成了合作协议，双方将在上海设立一个培训中心，用于支持ASML客户支持，同时还会对中国境内的集成电路工程师展开技术培训。

在先进光刻机方面，中芯国际今年也订购了一台EUV光刻机，预计明年初交付，主要用于7nm工艺技术研发。在DUV光刻机方面，长江存储以及上海华虹半导体也分别订购了价值7000多万美元的ASML光刻机，分别用于存储芯片、晶圆代工等业务。

与中芯国际的EUV光刻机不同，长江存储购买的ASML光刻机还是传统的193nm沉浸式光刻机，可生产14-20nm工艺的晶圆。由于闪存跟处理器工艺并不同，所以14-20nm工艺在目前的NAND闪存工艺中依然是很先进的，而且3D闪存更不依赖工艺微缩了，考验的是堆栈层数，几年前三星最早推出的3D NAND闪存还是34nm工艺的，反而是工艺越低，闪存的PE寿命、可靠性更高。

目前运抵武汉的光刻机只是第一步，长江存储未来还会购买更多的光刻机用于NAND闪存。

紫光旗下的长江存储前身是武汉新芯科技，2016年在武汉开工建设国内最大的NAND闪存生产基地，目前建设三期工程，总投资240亿美元，一期工程主要针对NAND闪存，月产能30万片晶圆，二期工程面向DRAM内存，三期工程则是为晶圆代工准备，建成之后总产能可达100万片晶圆/月。

长江存储的主体建筑工程在2017年9月提前竣工，后续开始生产设备安装，今年5月4日首批400万美元的精密仪器进场安装，现在的光刻机安装则是下一步。

国产NAND闪存预计在2018年下半年开始量产，不过长江存储目前研发的闪存才是32层堆栈64Gb核心，相比主流的64层堆栈256Gb-512Gb核心要落后两年以上，此前长江存储已经表态正在研发64层及以上堆栈的3D闪存，整个工程大规模量产要等到2019年初，所以明年真正生产的国产闪存可能会变成64层3D NAND闪存。

在半导体工艺进入10nm节点之后，制造难度越来越大，传统的193nm紫外光刻机也难以为继，EUV极紫外光刻机成为突破制程工艺的关键。如果想了解有关半导体制程工艺的内容，可以参考我们最近推出的超能课堂(135)：纳米制程背后的真真假假。

光刻机曾经也是日本佳能、尼康公司的重要产品，不过现在的高端光刻机已经被ASML垄断，在EUV光刻机上更是独一份。日经新闻亚洲版今天报道称，中芯国际（SMIC）已经向ASML公司订购了一台EUV光刻机，单价1.2亿美元，预计在2019年初交付。

此前英特尔、三星、台积电以及GF都向ASML下了EUV订单，其中台积电订购了大约10台，三星订购了大约6台，英特尔今年会引入3台EUV光刻机，GF也下了订单，不过日经新闻没提到具体数量。

中国公司能买先进的光刻机？很多人听到这个消息可能不太相信，因为网上一直有传闻称中国公司因为瓦森那协定的关系一直被禁止采购先进光刻机。对于这个问题，网上有很多争议也有很多解答了，日经新闻报道的中芯国际采购EUV光刻机其实也不是新闻了。

去年台媒电子时报采访过中ASML中国区总经理金泳璇，后者辟谣称ASML光刻机并没有禁运问题，该公司对所有客户都一视同仁，不存在有钱买不到的问题。他还透露了已经有中国客户洽谈购买EUV光刻机，如果订单确认的话，那么最快在2019年就会有EUV光刻机进入中国晶圆厂，ASML对此表示乐观。

两边对比的话，这家中国公司就是中芯国际，虽然该公司的14nm工艺要到2019年初才能量产，不过国内有需求EUV光刻机的几乎只有他们了，2017年中芯国际表示他们已经在预研7nm工艺了，订购一台EUV光刻机做研究也是很正常的。

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今年EUV光刻机的销售额可达到14.82亿美元，去年则是10.36亿美元，预计这个数字在2019年会进一步上升到30亿。ASML的客户都是一些半导体巨头，比如TSMC，三星，Intel等，如果拿不到EUV光刻机，生产计划必定会受到影响，谁也不想看到这样的情况发生。除了来自蔡司的镜头，EUV光刻机现在还面临一些问题，比如光刻机晶片的保护膜仍需要改进。

三星和TSMC都宣布在下一年试产EUV圆晶，反观Intel的态度是不紧不慢，虽然Intel不是第一个用EUV技术量产圆晶的公司，但将来Intel会购买最多的EUV光刻机。

从上表我们可以看到一些有趣的数据，今年三星的资本支出已经达到了170亿美元，Intel是120亿，TSMC也有100亿，最少的是GF，不过所有厂商在EUV部分的花费总共才14.82亿，在2019年这个数字会进一步上升至30亿美元。

被视为拯救摩尔定律的EUV技术，商业化之路走得真是艰辛......

半导体制造工艺进入10nm之后，难度越来越大，目前在用的193nm光刻技术已经不足以应付未来7nm、5nm工艺需要，所以业界就在研发EUV极紫外光刻工艺。这种光刻机难度非常大，10年前就看到Intel等公司联合研发EUV光刻机的新闻了，到现在EUV光刻机还没有成熟，不过曙光也在眼前了，EUV光刻机已经开始少量出货，产能也在逐步提升，TSMC、三星都会在第二代7nm节点商用EUV工艺。

全球现在能研发EUV光刻机的也就荷兰ASML公司，为此还得到了Intel、TSMC、三星等公司大笔投资，这三家也是目前EUV光刻机最主要的客户。根据他们发布的2016年Q4财报，EUV光刻机去年订单就有18台，总价值超过20亿欧元，换算下来一台EUV光刻机至少要1亿多欧元了，接近8亿人民币。

国内公司忌惮的倒不是价格，而是EUV光刻机现在并不能出口到中国，欧美对中国的高科技出口有限制，国内的半导体公司就算是想买也买不到EUV光刻机。

不过话说回来，中国这么大的市场，ASML公司一直错过机会也不甘心，无论如何也都会进入中国市场。日前他们宣布与中国上海的集成电路研究开发中心（ICRD）达成了合作协议，双方将在上海设立一个培训中心，用于支持ASML客户支持，同时还会对中国境内的集成电路工程师展开技术培训。

这次合作虽然只是培训中心，但也是一个开始，一步到位地在国内出售先进光刻机并不现实。从此前展讯公司的表态来看，美国政府部门并不限制14nm工艺进入中国，否认同级别的TSMC 16nm工艺落户南京也不可能的。

在光刻机领域，大家现在只知道荷兰ASML公司，EUV光刻机更是要看ASML的进展，但在90年代日本的尼康、佳能公司因为光学实力雄厚，在半导体制造装备领域开拓的也早，当年比ASML公司还要辉煌，Intel之前的半导体工厂就大量使用了尼康的Ar-F immersion光刻机，但是现在包括Intel、TSMC、三星及GF在内的主要半导体公司都转向了ASML的光刻机，前三家公司之前还大笔投资了ASML公司，以推动ASML公司的EUV光刻机研发，同时他们也是ASML EUV光刻机最主要的用户。

后两家去年宣布达成战略合作，ASML斥资20亿美元入股卡尔蔡司SMT公司，双方将合作研发数值孔径在0.5以上的EUV光刻机，可以进一步将目前0.33孔径光刻机的印刷尺寸从13nm减少到5nm，这些技术意义重大，不过难度也很高，预计到2024年才能有产品问世。

尼康在光刻机市场沉沦了这么久，今天忽然宣布起诉荷兰ASML及其合作伙伴卡尔蔡司SMT公司。尼康指出ASML去年76.3%的营收——大约是35亿欧元，都来自沉浸式光刻设备，尼康公司认为这些设备使用了他们的专利技术。尼康将寻求禁令停止侵权设备销售，并要求ASML及卡尔蔡司SMT赔偿他们的损失。

根据尼康所述，2001年他们就在美国起诉ASML公司侵犯了他们的沉浸式光刻技术专利权，2004年双方签署了交叉授权，旧的专利授权是永久性的，部分专利授权到2009年12月31日。

双方同时声明在2010年1月1日到2014年12月31日期间互不起诉双方的专利侵权。

对于尼康公司突然发起专利诉讼，ASML公司随后也作出公开回应，他们指出尼康的指控是毫无根据也毫无必要。过去的几年中，ASML一直希望跟尼康公司就专利授权延长展开谈判，但是尼康公司并未作出回应，现在选择采取法律行动，ASML对此感到失望。

不过ASML依然希望跟尼康公司达成和解，认为双方应该在市场上而非法庭上展开竞争。

PS：话说回来，尼康要是能在市场上竞争过ASML公司何必选择专利战？一旦到了打专利战的地步，说明双方已经无法正面竞争了，毕竟现在的光刻机市场几乎被ASML独占了，尼康的市场份额在新工艺中可以忽略不计了。

光刻机对大多数人来说显得太高端，有兴趣了解半导体制造工艺的读者可以加小超哥（ID：9501417）微信，可以具体咨询处理器制造过程中的每个步骤。

对于芯片制造，有种戏谑的说法是CPU原材料是沙子，凭什么卖这么贵——这当然是玩笑，沙子和晶圆都有二氧化硅成分，但完全是不同的东西，成本更不可比。之前我们也科普过CPU制造过程，完成整个过程需要很多工序，其中关键部分就是光刻，光刻工艺是这个制造环节是最为复杂的，成本最为高昂的，因为光刻模板、透镜、光源共同决定了“印”在光刻胶上晶体管的尺寸大小。

目前的光刻工艺使用的是193nm的紫外光，随着制造工艺的提升，紫外光光刻技术也将进入EUV极紫外光刻阶段，但EUV工艺目前还不够成熟，产能达不到大规模量产标准。

CPU制造过程中，光刻是非常关键的一步

光刻工艺需要光刻机，全球有能力生产光刻机的公司不多，日本尼康、佳能也有这方面的技术，但目前只能混迹低端市场，能玩转高端市场、特别是EUV光刻机的只有荷兰ASML公司了，这也是Intel、TSMC、三星等晶圆厂都在争取的新一代生产装备。

该公司日前发布了2016年财报，全年营收67.95亿欧元，同比增长8%，毛利率44.8%，净利润14.7亿欧元，同比增长6%。

2016年Q4季度新卖出6台EUV光刻机，如此一来ASML公司售出的EUV光刻机总量就达到了18台，总价值超过20亿欧元，算下来平均每台设备超过1亿欧元，放在全球来看，单一设备能达到这个价格的也没几个。

根据ASML公司所说，2017年他们预计交付12套EUV光刻机，芯片厂商大规模量产EUV光刻工艺预计会在2018年底到2019年初，也就是在7nm节点及之后才会量产EUV工艺。

先说说ASML入股蔡司的——ASML公司将以现金11亿美元收购卡尔蔡司SMT子公司24.9%的股份，此外还将投入大笔研发资金，首笔一次性投入是2.44亿美元，之后6年将投入6亿美元，这次合作预计投入将近20亿美元，对ASML来说也是一大笔投入了。

双方合作的成果就是将推出数值孔径NA不低于0.5的EUV光刻系统，不过这款产品离问世还早，至少要到2024年才能量产。当然，新一代光刻机的好处也很多，目前全球先进的半导体特征尺寸约为35nm，第一代EUV光刻机数值孔径是0.33，特征尺寸缩小到了13nm，而0.5倍数值孔径的EUV将把印刷尺寸进一步缩小到8nm。

光刻机是半导体生产设备中非常重要的一部分，EUV关乎未来半导体工艺的发展，而这个重担落在了ASML公司身上，他们是全球最重要的光刻机厂商了，Intel、三星、TSMC等晶圆公司的光刻机都是购买自ASML公司。

ASML公司目前的EUV光刻机是NXE:3400B型号，预计明年出货，产能是每小时125片晶圆，公差不大于3nm。

根据该公司公告，已经有四家逻辑芯片、两家存储芯片厂商预计会在2018年企业0.33孔径的EUV系统。

未来的0.5倍孔径EUV系统产能将提高到每小时185片晶圆面，公差进一步减少到2nm，而在此之前ASML希望能把产能提升到每小时145片晶圆。