2026-07-28 08:57
科技
光刻机的"珠穆朗玛":中国DUV突围与全球半导体权力重构
光刻机的"珠穆朗玛":中国DUV突围与全球半导体权力重构
当ASML的钥匙被收回,一场关于技术自主的昂贵实验正在上海和北京的洁净室里悄然推进。
■
清晨六点,上海张江高科技园区的路灯还未熄灭,一辆印有"上海微电子装备"字样的厢式货车已经驶入中芯国际的厂区。车上装载的不是普通的半导体耗材,而是一台型号为SSA800的28纳米浸没式深紫外光刻机——这是中国第一台具备先进制程量产潜力的国产DUV设备。
六个月后,约三百公里外的北京亦庄,另一台由上海初创企业宇量昇制造的浸没式DUV光刻机正在中芯国际的产线上接受测试。这家由深投控旗下思凯来投资、团队吸纳了大量前华为工程师的企业,被外界视为中国半导体设备国产化的另一支奇兵。
两台机器,两条路径,指向同一个目标:在荷兰ASML的DUV设备被西方出口管制逐步锁死之后,中国能否靠自己造出那把打开芯片制造大门的钥匙?
一、锁链收紧
要理解这场突围的紧迫性,必须先看清锁链是如何一根根套上的。
要理解这场突围的紧迫性,必须先看清锁链是如何一根根套上的。
ASML是全球唯一能够量产EUV光刻机的企业,在DUV领域也占据约87%的市场份额。长期以来,中国晶圆厂的高端光刻设备几乎完全依赖这家荷兰公司。但地缘政治的飓风正在撕裂这条供应链。
荷兰政府持续收紧光刻机出口管制,ASML的中阶DUV机型被纳入许可证管理,审批周期显著拉长。中国作为ASML最大的DUV市场,贡献了其全球相当可观的销量。每一次管制升级,都会在ASML的财报电话会上引发关于"中国风险"的漫长讨论。
但这只是开始。2026年4月,美国国会两党议员提出《MATCH法案》(Multilateral Alignment of Technology Controls on Hardware Act),意图全面阻断ASML对华DUV设备的销售及后续维护服务。该法案由共和党众议员迈克尔·鲍姆加特纳(Michael Baumgartner)发起,明确点名ASML,并设置了150天的外交窗口期,要求荷兰和日本同步收紧各自的出口管制。
ASML预计,2026年其在华营收占比将从2025年的33%骤降至约20%。
"这不是普通的商业竞争,"一位不愿具名的上海半导体投资人如此评价,"当你的供应商随时可能接到一纸禁令,连已经买回家的机器都可能没人修,你就必须自己造轮子——哪怕这个轮子又贵又慢,还不圆。"
二、两条上山的路
中国的DUV突围并非单点突破,而是呈现出"双轨并行"的格局。
轨道一:上海微电子的"正规军"路线。
上海微电子装备集团(SMEE)成立于2002年,是国内唯一公开承担光刻机整机研制任务的企业。经过多年研发,其28纳米浸没式DUV光刻机已于2025年进入中芯国际等头部晶圆厂的产线验证阶段。据SemiAnalysis等行业研究机构的信息,该设备对标ASML的NXT:2000i机型,技术能力大致相当于ASML 2010年代初期水平。
这是一个标志性的里程碑——它意味着在28纳米及以上成熟制程领域,中国首次拥有了不依赖ASML的潜在量产能力。而28纳米芯片正是当前汽车电子、工业控制、物联网等领域的主力需求。
不过,需要冷静看待的是,产线验证与大规模量产之间仍有距离。光刻机的竞争力不仅取决于单次曝光的分辨率,更取决于套刻精度、产能(WPH,每小时晶圆处理量)、连续运行稳定性等一整套指标。ASML的NXT:1950i每小时可处理约200片晶圆,而国产设备在这一指标上仍有明显差距。
轨道二:宇量昇的"突击队"路线。
与上海微电子的按部就班不同,宇量昇更像一支突然杀出的奇兵。这家上海初创企业由深投控旗下的思凯来投资,团队中有大量前华为工程师。其浸没式DUV光刻机正在中芯国际接受测试,理论上可支持28纳米级芯片生产,若采用多重图案化技术,甚至有望推进至更先进节点。
不过,多位行业分析师指出,通过DUV多重曝光实现7纳米以下制程,工艺复杂度将呈指数级上升,套刻精度要求极为苛刻,良率可能"低得惊人"。即便如此,在中国AI芯片需求井喷的背景下,一些厂商似乎愿意接受较低的良率以换取产能爬坡。
值得注意的是,宇量昇已于2024年底被列入美国实体清单,这反而加速了其供应链的本土化替代进程。
三、冰山之下
整机突破只是浮在水面上的冰山一角。真正决定国产光刻机能否从"能用"走向"好用"的,是庞大而精密的核心零部件体系。
整机突破只是浮在水面上的冰山一角。真正决定国产光刻机能否从"能用"走向"好用"的,是庞大而精密的核心零部件体系。
光刻机被誉为"半导体工业皇冠上的明珠",其背后是光源、物镜、双工件台、精密导轨、光刻胶等一系列子系统的协同。近年来,国产核心零部件取得了显著进展:科益虹源提供的ArF准分子激光光源功率达60瓦,输出稳定性达99.99%;长春光机所与国望光学联合攻关的投影物镜系统,数值孔径(NA)达0.93,支持28纳米及以下节点;华卓精科的双工件台定位精度达到1.7纳米,打破了ASML在这一领域的长期垄断。
上海微电子28纳米光刻机的关键部件国产化率已从2018年的约31%提升至2025年的超过85%。这一数字的背后,是整个产业链的"蚂蚁雄兵"在各自细分领域啃硬骨头。
但在乐观之余,短板依然明显。高纯度光学晶体(如氟化钙)和部分高精度传感器仍依赖进口;ArF光刻胶的国产化率虽然在提升,但在逻辑芯片领域的市场占有率仍然有限。
四、昂贵的代价
然而,必须清醒地认识到,国产DUV与ASML之间仍然存在显著的技术代差。
上海微电子的28纳米DUV光刻机,在分辨率、套刻精度、产能等关键指标上,与ASML现役设备仍有距离。对于追求极致性能和成本的商业晶圆厂而言,在可选的情况下,ASML的设备仍是首选。
更关键的是,光刻机的竞争力不仅取决于硬件本身,更取决于整个生态系统的成熟度——计算光刻软件、工艺配方、维护体系、备件供应链。ASML花了三十年构建的这一整套"护城河",不可能在一夜之间被填平。
一位北京半导体设备企业的技术负责人打了个比方:"造光刻机就像造一架波音客机。你能造出机身和发动机,但航电系统、飞控软件、适航认证,每一个环节都是深不见底的坑。中国现在的情况是,机身造出来了,但发动机推力还不够,航电还在调试,而且你还得自己建机场、培训塔台。"
五、重构的权力
尽管如此,中国DUV光刻机的突破已经在全球半导体产业链中激起涟漪。
对于ASML而言,中国市场的萎缩是切肤之痛。2025年中国贡献了ASML约33%的营收,其中DUV设备销售额占比近90%。若《MATCH法案》落地,ASML的每股收益可能受到显著冲击。有分析师警告,全球芯片产能本已紧张,进一步限制ASML对华出口将"使多个市场的芯片供应状况急剧恶化"。
但出口管制的悖论在于:它越是试图扼杀中国的技术进步,就越是在逼迫中国加速构建自主供应链。历史反复证明,技术封锁往往是本土创新最有效的催化剂。
从更宏观的视角看,全球半导体产业正在从"效率优先"的全球化分工,转向"安全优先"的区域化割据。美国有《芯片与科学法案》,欧洲有《芯片法案》,日本、韩国、印度都在大力补贴本土半导体制造。在这场"芯片民族主义"的浪潮中,中国DUV光刻机的突围,不过是全球供应链重构的一个缩影。
六、漫长的攀登
站在2026年的夏天回望,中国光刻机的国产化之路已经走了二十多年。从上海微电子2002年成立时的筚路蓝缕,到2025年28纳米DUV进入产线验证,这是一条用巨额资金、无数工程师的青春和整个国家的产业意志铺就的道路。
国家集成电路产业投资基金三期注册资本达3440亿元,重点投向光刻机等"卡脖子"环节;上海、深圳等地也出台了针对半导体设备企业的补贴政策。
但"珠穆朗玛"的峰顶还远在前方。EUV光刻机——那台售价约1.8亿美元、交货周期长达数年、只有ASML能造的终极机器——仍然是横亘在中国半导体产业面前的最高山峰。国产EUV原型机虽已取得阶段性进展,但据行业分析,距离能够稳定产出商用芯片仍需数年时间。
上海张江的那辆货车,每天仍在清晨驶入中芯国际的厂区。车上装载的国产光刻机,或许还不够快、不够准、不够便宜,但它们的存在本身,已经在改写全球半导体产业的权力版图。
在光刻机这个赛道上,没有捷径。唯一的出路,就是把每一步都走扎实——哪怕每一步都比别人慢十年。
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撰文 / OR
题图来源:Getty Images
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六个月后,约三百公里外的北京亦庄,另一台由上海初创企业宇量昇制造的浸没式DUV光刻机正在中芯国际的产线上接受测试。这家由深投控旗下思凯来投资、团队吸纳了大量前华为工程师的企业,被外界视为中国半导体设备国产化的另一支奇兵。
两台机器,两条路径,指向同一个目标:在荷兰ASML的DUV设备被西方出口管制逐步锁死之后,中国能否靠自己造出那把打开芯片制造大门的钥匙?
一、锁链收紧
要理解这场突围的紧迫性,必须先看清锁链是如何一根根套上的。
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ASML预计,2026年其在华营收占比将从2025年的33%骤降至约20%。
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不过,多位行业分析师指出,通过DUV多重曝光实现7纳米以下制程,工艺复杂度将呈指数级上升,套刻精度要求极为苛刻,良率可能"低得惊人"。即便如此,在中国AI芯片需求井喷的背景下,一些厂商似乎愿意接受较低的良率以换取产能爬坡。
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整机突破只是浮在水面上的冰山一角。真正决定国产光刻机能否从"能用"走向"好用"的,是庞大而精密的核心零部件体系。
整机突破只是浮在水面上的冰山一角。真正决定国产光刻机能否从"能用"走向"好用"的,是庞大而精密的核心零部件体系。
光刻机被誉为"半导体工业皇冠上的明珠",其背后是光源、物镜、双工件台、精密导轨、光刻胶等一系列子系统的协同。近年来,国产核心零部件取得了显著进展:科益虹源提供的ArF准分子激光光源功率达60瓦,输出稳定性达99.99%;长春光机所与国望光学联合攻关的投影物镜系统,数值孔径(NA)达0.93,支持28纳米及以下节点;华卓精科的双工件台定位精度达到1.7纳米,打破了ASML在这一领域的长期垄断。
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但出口管制的悖论在于:它越是试图扼杀中国的技术进步,就越是在逼迫中国加速构建自主供应链。历史反复证明,技术封锁往往是本土创新最有效的催化剂。
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六、漫长的攀登
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但"珠穆朗玛"的峰顶还远在前方。EUV光刻机——那台售价约1.8亿美元、交货周期长达数年、只有ASML能造的终极机器——仍然是横亘在中国半导体产业面前的最高山峰。国产EUV原型机虽已取得阶段性进展,但据行业分析,距离能够稳定产出商用芯片仍需数年时间。
上海张江的那辆货车,每天仍在清晨驶入中芯国际的厂区。车上装载的国产光刻机,或许还不够快、不够准、不够便宜,但它们的存在本身,已经在改写全球半导体产业的权力版图。
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