产业破局!国产光刻机28nm实现90%国产化,实现出口50台!
前日分享了国产半导体设备最新国产化率的情况,对于国产刻蚀机推进到3nm大家群情激奋;详见:半导体设备国产化率13.6%,刻蚀推进到3nm,大多至14nm、7nm!但有不少网友问飙叔国产光刻机的具体进展,因而今天聊聊2024年国产光刻机及其上下游的情况。
在全球半导体产业竞争日益激烈的背景下,光刻机作为芯片制造的核心设备,长期被荷兰ASML、日本尼康等企业垄断。近年来,中国在光刻机领域持续突破技术壁垒,2024年更成为国产化进程的关键转折点。从65nm ArF光刻机到90nm国产化设备量产,中国正逐步打破西方技术封锁,重塑半导体产业链格局。
一、从65nm到90nm的国产化跨越
2024年9月9日,工信部发布的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》显示,中国的氟化氩光刻机,光源193纳米,分辨率≤65nm,套刻≤8nm。这一成果意味着中国在光刻机技术上取得了显著进步,虽然不能直接理解为可以制造8nm芯片,但该光刻机通过多重曝光技术理论上能支持更先进制程芯片的制造,如14nm或7nm芯片。
这意味着中国首次在高端光刻机领域实现自主技术突破,挑战ASML在浸没式光刻机(如NXT:2000i)的垄断地位。有助于形成完整的产业生态,帮助中国半导体行业在全球科技竞争中赢更多话语得权和市场份额。
与此同时,上海微电子(SMEE)宣布成功研制出90纳米光刻机,关键部件(光源、光学系统、双工件台)实现100%国产化,售价约4.5亿元人民币,较进口同类设备低40%(SMEE公告,2024)。
该设备已进入量产阶段,计划2025年量产100台,并获长江存储、合肥长鑫等5家企业超50台订单。此举标志着中国在前道光刻机领域迈出实质性一步,为成熟制程芯片的自主可控奠定基础。
二、28nm,实现90%国产可控
光刻机的国产化不仅是单一设备的成功,更是整个产业链协同攻坚的成果。据中国半导体行业协会统计,2024年国产光刻机零部件自主化率已提升至70%以上(CSIA,2024)。
同时,根据产业链消息表示,国产28纳米光刻机也将在实现90%零部件自主可控基础上量产。在光刻机产业链中核心环节,如光学系统、光源、精密机械等领域获得显著进展。具体如下:
光源系统:科益虹源的ArF光源实现稳定输出功率60W,接近ASML的80W水平(《中国激光》期刊,2024)。光学镜头:长春光机所研制的物镜系统数值孔径(NA)达0.75,可满足65nm光刻需求(长春光机所年报,2024)。双工件台:华卓精科的双工件台定位精度达1.7nm,较2022年提升30%(华卓精科技术白皮书,2024)。
此外,国产光刻胶、掩膜版等配套材料同步突破。南大光电的ArF光刻胶通过中芯国际验证,可支持28nm制程(南大光电公告,2024);清溢光电的掩膜版良率提升至90%,打破美国Photronics垄断(清溢光电财报,2024)。
这意味着,在光刻机配套上下游企业的密切配合之下,国产光刻机产业链正全面突围,初步形成国产“光刻机-材料-制造”的闭环生态。
三、国产替代正在加速
国产光刻机的突破直接推动半导体制造国产化进程,最为直接的体现就是国产晶圆代工厂商设备国产化率的快速提升。
如根据2024年中芯国际投资者会议透露,2024年中芯国际宣布其28nm产能国产设备占比超50%,90nm产线国产化率已达80%。同时,根据2024年长江存储技术峰会透露,长江存储2024年利用国产光刻机将3D NAND层数提升至232层,良率突破90%。
另外令人欣喜的是,国产光刻机不仅站稳国内市场,而且逐步打入国际市场。根据集邦咨询,国产90nm光刻机售价仅为ASML同类设备的60%,维护成本降低50%。这一优势吸引俄罗斯、东南亚等新兴市场订单。根据中国机电产品进出口商会相关数据,2024年中国光刻机出口量同比增长120%,首次突破50台。
因此,中国光刻机产业的突破,不仅是技术层面的胜利,更是全球半导体权力结构变革的缩影。从65nm ArF光刻机到90nm量产设备,每一步进展都在改写“卡脖子”清单。
尽管技术依然差距不小,前路依然艰难,但2024年多层面的突破证明:在国产半导体产业持续投入与产业链协同创新的基础之上,中国有望在成熟制程领域率先实现自主可控,并为最终攻克高端制程积累势能。这场关乎国家科技安全的攻坚战中,光刻机不仅是工具,更是中国迈向科技强国的象征。