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總的觀點：前途漫漫，有曙光
光刻機在現在可以說是幾乎無人不知，“卡脖子”的典型代表。對光刻機的認識有著兩個明顯的誤區，一是做光刻機的都是高精尖的，二是誰說做出了國產光刻機都是騙子。
01
基本情況
光刻機是一種刻蝕機，一種高精度的刻蝕機。是以光作為刀在基底上進行反覆的刻蝕最終得到圖案，而日常所說的多少奈米，就代表了能夠刻蝕出的圖案的精細程度。晶片在生產中需要進行 20-30 次的光刻，耗時佔到 IC 生產環節的 50%左右，佔晶片生產成本的 1/3。
光刻機可以分為接近接觸式光刻、直寫式光刻、以及投影式光刻三大類。接近接觸式透過無限靠近來複制掩模板上的圖案；投影式光刻採用投影物鏡，將掩模板上的結構投影到基片表面；而直寫，則將光束聚焦為一點，透過運動工件臺或鏡頭掃描實現任意圖形加工。光學投影式光刻憑藉其高效率、無損傷的優點，一直是積體電路主流光刻技術。從工業生產的角度，光刻的發展趨勢是直接刻蝕的面積越來越大，解析度越來越高，從平面向三維立體。
光刻機也可以分為好多種，被分為前道、後道和麵板等三類。我們常提到的，被國外卡脖子的光刻機屬於前道光刻機，這一類光刻機制造工藝非常複雜，掌握這一領域技術的廠家屈指可數。
光刻機佔晶片製造總裝置成本的30%左右。一二代光刻機g-line和i-line，可以滿足0。8-0。35微米晶片的生產，第三代KrF光刻機在350-180奈米，第四代ArF光刻機是目前使用最廣的光刻機，有乾式和浸沒式兩種技術路線，繼續演進中，溼法可以實現22納米制程，透過技術提升可以實現7奈米。當晶片製程來到7奈米的時候，必須用到第五代極紫外光刻機（EUV），只有ASML能生產。EUV直到2010年才有原型機，2016年才實現供貨。
02
產業鏈
光刻機產業鏈，可拆分為核心元件和配套設施兩大部分，核心元件包括光源、鏡頭、雙工作臺、浸沒系統等。配套設施則有光刻膠、光掩模板、塗膠顯影裝置等。
光刻機是個比較複雜的工程，比如極紫外光刻機集合精密光學，鐳射、流體物理、電磁、精密控制、機械加工、電子資訊、電子電路、化學在內的等幾十個學科的尖端技術於一體，是目前最精密最昂貴的工業裝置。ASML的EUV光刻機，一臺重量接近180噸，零部件超過10萬個，主要零部件來自於歐美幾十個發達國家。荷蘭的光刻機德國的蔡司鏡頭裝置，日本提供特殊複合材料，工業精密機床是瑞典的，控制軟體美國的。比如光源，目前全世界能夠提供準分子鐳射光源的僅有兩三家，美國Cymer公司和日本Gigaphoton公司，還有光學透鏡、反射鏡系統，當初ASML的光刻機落後計劃10多年，就是因為光源和光學系統的問題遲遲沒有解決。
在國內產業鏈上，上海微電子負責光刻機設計與總成，北京科益虹源（世界第三家高能準分子鐳射器）光源系統，國望光學物鏡系統，長春國科精密曝光光學系統，華卓精科雙工作臺，浙江啟爾機電浸沒系統。
03
光刻技術
其實光刻不僅僅是EUV一條路，還有DUV的多重曝光，理論上也可以做到7奈米，只是技術要求高，良率低，目前生產出來的晶片沒有競爭力。另外奈米壓印光刻 （NIL）、定向自組裝 （DSA） 和等離子鐳射（sp）等技術也是潛在的EUV技術的競爭者。
業界看好的是NIL。該項技術是將微電子加工工藝融合於印刷技術中，理論上比光刻的解析度更高，而且具有高效率、低成本（EUV的40%）、能耗小（EUV的10%）適合工業化生產等優勢，被稱為是微納加工領域中第三代最有前景的光刻技術之一。這項技術，目前還不太適應全部的晶片製造領域，主要被應用於光學光子元件、以及儲存晶片製造等。根據報道，日本鎧俠、佳能，以及大日本印刷株式會社（DNP）已經研發了量產技術，並已應用在15奈米的快閃記憶體製造商，相關公司表示在2025年應用的5奈米晶片製造中。
中科院光電所微加光學實驗室的SP光刻機是世界上第一臺單次成像達到22nm的光刻機，可以用來製備10nm以下器件。該技術路線理論上可以不在受到傳統衍射極限的限制。但目前還在實驗室階段，同時曝光效率低，還不適應大規模的晶片生產。
04
主要玩家
荷蘭ASML公司，世界領先的半導體裝置製造商，唯一產品型別就是光刻機，在光刻裝置市場具有不可撼動的霸主地位，在除了i-line光刻機之外領域均具有較強的主導地位，幾乎壟斷了整個光刻機市場，並且持續17年成為全球第一。是世界上唯一一家可以實現7nm高精度的光刻機制造廠商，已經研發出了可實現2nm及以下超高精度晶片的光刻機。ASML的EUV中根據承諾美國零件佔55%以上，前三大股東都來自美國，所以ASML的EUV光刻機的實際控制方是美國而非荷蘭。根據公司財報，現有196億歐元的積壓訂單，包括1160萬歐元的EUV，這涵蓋了2022年全年和2023年初的EUV計劃產量。
佳能，最早實現光刻裝置小型化的公司，主要光刻機銷售集中在i-line光刻機和KrF光刻機，目前主要面向面板光刻機領域。
尼康，半導體和麵板光刻裝置製造商，在光刻機領域除了EUV之外的型別都有涉及，銷售主要是面板光刻。
上海微電子，國內的光刻機的希望，擅長後道封裝光刻機，該類產品佔據全球40%的市場。前道領域90nm光刻機已經研製成功，並供應給了積塔半導體、中芯紹興、長江儲存，同時正已經突破28奈米工藝，官方預計在2022年交付第1臺。最新訊息是沒有透過02專項國家驗收，據分析主要原因是技術可實現，但精密機械和光學晶片基礎工業短板還需要彌補。當然，這裡“28nm光刻機”的說法不夠準確，實際指的應該是可以被用於28nm晶片製造的光刻機，即193nm ArF浸潤式DUV光刻機，使用該光刻機經過多次曝光可以支援7nm製程的晶片製造。它直接對標的是ASML現階段最強DUV光刻機（2018年推出的TWINSCAN NXT：2000i）。
05
幾點說明
國內也可以造出光刻機，上海微電子的後道光刻機佔國內80%，全球40%的市場份額。面板光刻機領域，尼康、佳能處於壟斷地位，國內也在高速發展，不斷滲透。造不出的是可以生產7奈米晶片的光刻機。
如果能上海微電子突破28奈米光刻機是非常大的事情。28奈米被認為是最具價效比的，已經可以完成大部分的晶片加工，如手機主機板上射頻、藍芽、功放、以及各種驅動晶片，經過多重曝光後，可以生產14-7nm晶片。比如在EUV出現之前，臺積電的第一代7nm晶片就是多重曝光製作的。
目前，EUV裝置還在提升之中，主要是提高鏡頭和反射鏡的解析度，簡單說就是把光線變得更清晰。國內目前談突破EUV有些為時過早。
國內在光刻機上也有新的路徑，中科院的SP光刻機就是一種，該技術路線理論上可以不受傳統衍射極限的限制。但目前還在實驗室階段，同時曝光效率低，還不適應大規模的晶片生產。雖然前景還不夠明朗，但不等於沒可能。當年尼康和佳能選擇了幹法路線，ASML走了溼法。結果ASML溼法路走痛了，成功超越成為全球光刻機龍頭。
溼法的核心技術主要來自臺積電，美國在DUV領域不具備統治地位，因此中國還是可以買到DUV的。先進製程向5nm及以下進化，EUV是剛需。不只是中國廠商買不到，剛剛的訊息（11月18日）韓國海力士想採用EUV光刻機提升無錫廠DRAM晶片生產效率，也被美國阻止。
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