晶片股大漲，投資破紀錄，我們攻克最核心的光刻機進度如何了

6月17日，A股晶片股全線大漲，多隻股票漲停或封板，科創50指數漲幅也一度擴大至5%。晶片股成了當天資本市場的主角。

同時，從去年開始，社會各路資本流入國內晶片產業的資金不在少數，據云岫資本統計，2020年半導體行業一級市場的投資金額超過1400億元人民幣，相比2019年約300億人民幣的投資額，增長近4倍，這也是中國半導體一級市場有史以來投資額最多的一年。

而在這中間，最受人們關注的投資動向和科研突破進展當屬光刻機領域。

「A License to Print Money。」

為光刻機行業的巨人ASML公司撰寫傳記的荷蘭作家瑞尼·雷吉梅克曾這樣形容光刻機，一臺只要運轉起來就能7x24小時印錢的機器。

從它的工藝流程來說，把它喻為人類頂尖工業皇冠上的又一明珠絲毫不過。

而更重要的，是在中國的本土語境下，光刻機為公眾所知更多是因為，它是中國晶片產業遭國外技術裝置「卡脖」的關鍵。

這使得人們都會垂涎光刻機創造的利潤，但巨大的技術門檻，也使得沒有哪個商人會貿然進入這個行業——在去年這1400億的投資金額中，實際流入半導體裝置和材料的資金加起來並未超過20%，若僅看光刻機所屬的半導體裝置領域，佔比則更低，近70%的社會資金流入的仍是IC設計領域。

不過這也在發生變化。

近日，一項圍繞國產光刻裝置「卡脖」攻防的訊息吸引了長期關注晶片產業的人士，華為哈勃投資了中科院旗下的北京科益虹源光電技術有限公司。其中焦點就在於投資主體和被投資主體，其身份都具有一定特殊性。

華為不需要額外介紹，在歷經2018年美國針對華為的系列禁令後，2019年4月，華為打破任正非定下的「不投供應商」的原則，7億人民幣在深圳註冊了哈勃科技投資有限公司，開始有規律的在半導體領域進行投資佈局。

科益虹源則是華為海思打破「卡脖」的重要一環。科益虹源這家公司來頭可不簡單，它是北京國資委旗下的企業，在2016年7月，由中國科學院光電院、中國科學院微電子研究所、北京亦莊國際投資有限公司、中科院國有資產經營有限公司共同投資創立。其關鍵在於，科益虹源是中國唯一、世界第三具備高階準分子鐳射技術的公司。

高階準分子鐳射器是生產光刻機所需的核心器件，華為投資科益虹源，可謂是在海思麒麟被「卡脖」的關鍵技術上進行投資。可想而知，這類投資的門檻也相對較高，科益虹源不會輕易接受社會資本的注入，更重要的是，科益虹源是負責國家「02專項」研發突破的重點公司之一。

所謂「02專項」即國務院2006年釋出的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006--2020年)》，《綱要》在高科技領域中劃出了16個重大專項，其中，有關晶片製造的「極大規模積體電路製造技術及成套工藝」項目排在第2位，因此行業內將之稱為「02專項」，其重點是對22-45nm晶片製造裝備進行研發突破。

《綱要》中的「01專項」——核高基專項，也和晶片有關，其全稱為「核心電子器件、高階通用晶片及基礎軟體」專項。可以看出，01專項側重於晶片設計和包括EDA在內的軟體開發，02專項則偏向於半導體制造裝置，如光刻機、刻蝕機等。在IC設計上，我國已經誕生了華為海思、紫光展銳等較強的晶片設計企業，但在「02專項」涉及的晶片製造和材料工藝上，突破也開始出現。

在此次投資中，華為佔科益虹源股份股4.76%，目前，科益虹源正承擔著國家「02重大專項浸沒光刻光源研發」、「02重大專項核心零部件國產化能力建設」以及「02重大專項積體電路晶圓缺陷檢測光源」等國家專項。

其實除了科益虹源，還有著一批國內企業承擔著國家「02專項」上的研發項目。如，上海微電子裝備集團負責光刻機整機；中科院長春光機所、上海光機所、國科精密負責光刻機曝光光學系統；清華大學以及華卓精科負責雙工件臺系統；浙江啟爾機電負責DUV光刻機液浸系統等等。

近年來，承擔著國家「02專項」的不少企業也紛紛傳來研究成果，其中，最讓國人期待的當屬上海微電子，有媒體曾曝出上海微電子今年年底或推出可生產28nm製程的DUV光刻機，28nm是晶片製程的重要節點。

在當今晶片消費市場，28nm節點及更大製程的成熟晶片仍屬市場需求的大頭，據IC Insights釋出的《2020-2024年全球晶圓產能》，預計2024年時，40nm以上成熟製程的佔比仍有37%之高。甚至有行業人士表示，目前國內現在最缺的不是28nm、14nm或是7nm工藝，而是車載電子、影象感測器、WiFi藍芽射頻的55nm製程晶片。

對上海微電子而言，若真能在今年年底實現該光刻機的突破，則意味著我國成熟製程晶片生產的各流程對外界的依賴程度大大減少。

「02專項」可以說代表了我國晶片在自主研發上的頂尖實力，除了上海微電子外，上海光機所近日也傳來好訊息。6月10日，中國科學院官網稱，上海光機所在計算光刻技術研究方面取得重要進展。官網訊息表示此類技術為計算光刻技術（Computational Lithography），即在光刻機軟硬體不變的情況下，採用數學模型和軟體演算法對照明模式、掩模圖形與工藝參數等進行優化，可有效提高光刻解析度、增大工藝視窗。

固然，基於「02專項」，我國在光刻技術上有著不小突破，但隨著摩爾定律的運轉，這則2006年釋出的檔案（其重點是對22-45nm晶片製造裝備進行研發突破）顯然與最新的業界情況還有一些距離，基於此，我們也可以清楚的看到我國在光刻機研發上與國際先進水平的差距。

光刻機是延續摩爾定律的關鍵，從光刻機的發展歷史上來看，光刻機可以說經歷了五代發展，每一代光刻機波長的縮短從而推動了晶片製程的逐漸變小，如今，極紫外光刻是最新一代的光刻技術，它使用的是波長為13.5nm的極紫外光，目前全世界僅有荷蘭的ASML公司具備生產該裝置的能力，每臺EUV光刻機的價格高達1.48億歐元以上，摺合人民幣近12億。

這甚至還不是ASML的最新技術，目前，ASML在傳統EUV（Low-NA EUV）基礎上實現了突破，已實現了High-NA EUV光刻機的量產。Low-NA EUV和High-NA EUV的區別在於NA，即物鏡數值孔徑，它與光傳播介質的折射率相關，可以簡單理解為EUV接收和傳輸光的能力，NA值越高，則光的損耗越小、清晰度越高。

從前道光刻機的整體市場格局上來說，99%的市場份額由ASML、尼康和佳能把持，其中ASML的市場份額更是長期在60%以上。據ASML近年來的財報，佔其營收大頭的仍是採用ArF光源技術的DUV系列光刻機，EUV光刻機由於產能、良品率以及技術成熟度原因，每年的產出值仍然有限。

根據光刻機的更新迭代歷程，我們可以知道上海微電子的28納米能力的DUV，其實就是採用ArF光源技術的193nm DUV第四代光刻機，傳聞其將採用浸沒式步進掃描。這意味著上海微電子直接跳過了中間的65nm、40nm階段，跨越了之前廠商們數年的積累。當然，光刻機從研發、到量產、到實際商用再到機器7x24小時穩定工作，其各階段仍需不少時間。

從ASML研發EUV光刻機的歷史來看，其1999年便開始了EUV的研發工作，本預計2004年就能成功推出產品，結果是2010年才研發除了第一款樣機，正式商用向晶圓廠們供貨則是到了2016年才實現，而對機器生產效率、良品率的提升則是研究至今。

在EUV光刻機這20年的研發及完善過程中，不止ASML一家在投入，從產業界的英特爾、臺積電、三星，再到學界享有盛譽的美國三大國家實驗室：勞倫斯利弗莫爾實驗室，勞倫斯伯克利實驗室和桑迪亞國家實驗室等，足以證明前沿技術的研發不是一日之功，而且還需要整個業界甚至國家機器的力量。

可喜的是，我國很早就有這方面的資金、政策扶持，乃至到現在的社會資本踴躍參與，以及製造了更多的調控措施空間。對於光刻機，完全不需要妄自菲薄，這些默默進行中的技術突破都是令人期待的進展，現在需要的是更多的耐心。