2026年7月下旬,一则国产浸没式深紫外(DUV)光刻机开始交付的消息迅速引爆全球半导体产业圈。据美国科技媒体The Information援引知情人士消息报道,中国一家企业已开始小规模量产首款国产浸没式深紫外(DUV)光刻机,预计今年交付5套系统给中芯国际、华虹半导体以及长鑫科技等中国头部晶圆厂。这一消息直接引发全球半导体产业链巨震,美东时间7月27日美股收盘,荷兰ASML暴跌5.8%,闪迪大跌超11%,SK海力士跌超7%。到底是什么样的产业突破,能让海外的国际巨头集体“破防”?

光刻的本质是高精度的图形转移工艺,它是让特定波长的光线透过印有预设电路图案的掩模版,照射晶圆表面的感光涂层(光刻胶),经显影工序后,就在晶圆上留下与设计完全对应的精密电路图形模板,为后续的芯片制造步骤提供加工基准。长期以来,光刻机一直是中国半导体产业最短的短板,虽然本土有设计,也有资金,但没有制造设备,随时都有可能被卡住脖子。

▲晶圆 作者供图
而要理解DUV光刻机突破的产业价值,首先要厘清DUV与EUV两类光刻机到底有什么区别和联系。从技术原理看,二者最核心的差异在于光源波长与光路系统,其中,光源波长直接决定了光刻技术的分辨率和适用范围,光路系统则负责把电路图案准确地传递到晶圆上。DUV也就是深紫外光刻,主流采用193nm波长的ArF准分子激光,依靠的是玻璃透镜组成的透射式光路完成图案投影,浸没式机型还会在镜头与晶圆之间填充超纯水,替代原本的空气介质,由于水的折射率高于空气,紫外光穿过水层时等效波长会被进一步压缩,波长越短,就能在晶圆上刻出更精细的电路结构,制程精度也随之提升。

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而EUV即极紫外光刻,光源波长仅13.5nm,不到DUV的十四分之一,这种极短波长的光源能够使得光刻技术实现更高的分辨率,从而满足更小制程节点的制造需求。但是由于极紫外光无法穿透玻璃,全程需要在真空环境中通过十几片原子级精度的镀膜反射镜反复聚拢光线,不但结构极其复杂,而且要求的精度极高,像蔡司为ASML定制的镜头面形精度就需要达到皮米级,相当于头发丝直径的几十万分之一,EUV的光源则是通过高能激光两次轰击锡液滴,从而产生百万摄氏度等离子体激发而成,技术难度比DUV高得多。

▲EUV光刻机光路系统示意图 作者供图
二者对应到制程能力上,也就是在晶圆上刻画电路的能力上,DUV光刻机原生支持28nm制程,虽然可以通过多重曝光和图案转移技术来实现更小的制程节点,不但良品率会急剧下降,而且工艺复杂度、成本也会大幅上升,例如要达到7nm的制程精度需要34次图案化步骤,而EUV只需9次,所以,DUV主要用于制造7nm及以上制程的芯片;EUV光刻机则原生覆盖7nm及以下先进制程,用在了手机SoC、CPU、GPU等多种数字芯片,是先进制程尖端芯片制造的核心设备,也是当前人类精密制造的技术巅峰。

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需要注意的是,尽管技术方面二者存在差距,但并不是替代关系。从全球芯片市场结构看,80%以上的芯片需求,其实是集中应用在汽车电子、工业控制、电源管理、物联网、家电、存储芯片等场景的,这些产品用的芯片都是28nm及以上的成熟制程的,用DUV光刻机生产完全够用;EUV光刻机技术确实尖端,但也只是主要应用于高端手机处理器、旗舰级计算芯片等领域,对应的先进制程芯片占市场份额并不大。换句话说就是,DUV是半导体产业的基本盘,EUV则是整个产业的制高点。

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在中国DUV光刻机技术取得突破之前,全球浸没式DUV光刻机市场几乎由ASML独家垄断,国内晶圆厂的成熟制程扩产完全依赖进口设备,如今技术取得突破后,对于中国而言,首先肯定是守住了芯片产业的绝大多数市场份额,成熟制程扩产的设备供应问题将会迎刃而解。与此同时,正如前文所述,DUV和EUV的技术是存在相通之处的,DUV的整机研发积累下来的精密光学、超精密运动控制、系统集成等技术,也有利于日后攻克EUV技术,其意义远不止一款设备的落地。
至于这一技术突破是否意味著中国芯片领域的“卡脖子”问题得到彻底解决,可能还需要一分为二地看待。在成熟制程领域看,卡脖子的困境肯定是得到极大缓解。此前,ASML的DUV交付受西方出口管制约束,交付周期与售后维修都存在不确定性,中国DUV量产后,28nm及以上成熟制程的设备供应就能基本实现自主可控,国内庞大的中低端芯片和存储芯片产能扩张,就不用再看西方脸色,供应链安全得到根本性保障。对于需要保证连续生产的晶圆厂而言,自主设备也就意味著全生命周期的服务保障,再也不用担心一旦西方国家拒绝设备维修服务,设备坏了无人修理的尴尬状况了。

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但如果从全产业链与高端制程的角度来看,卡脖子问题还是没有彻底解决,依然不能盲目乐观。首先是产能规模差距悬殊,在高端的浸没式DUV光刻机市场,ASML可以说是绝对的王者,2024年,其ArFi机型出货量占比高达97.7%,在2025年全年更是交付了131台浸没式DUV光刻机,而国产设备今年一共才规划5台,2027年才达到20台。作为全球最大的光刻机进口市场之一,中国大陆在2025年进口的DUV设备就高达95台,这之间巨大的供需缺口,还需要好几年的时间来填补。
其次是性能指标仍有差距,国产DUV的整体技术水平大致相当于ASML 10到15年前的水平,整体仍有1-2代的差距,即使是制程相近,在套刻精度、每小时晶圆吞吐量(产能)、设备稳定性和可靠性等核心指标上,与ASML最新一代DUV机型相比仍有一段距离,产线良品率与生产效率还需要长期验证迭代。至于先进制程的EUV就更无需多言了,国产EUV光刻机仍处于原型研发阶段,7nm以下的先进制程芯片制造依然受限,高端芯片的自主供应仍需持续攻坚。另外,半导体制造是全链条系统工程,光刻机只是中国最短的短板,其它短板还有刻蚀机、薄膜沉积设备、量检测设备、光刻胶、EDA软件等等,仅光刻机一项有突破,并不代表全产业链很快就能自给自足,这必然是一个分阶段、分领域的渐进过程。
尽管过程尚需时日,但崛起势头已经足够引起震荡。如前文所述,各大半导体企业股价大幅下降,最主要的原因就是资本对长期预期是很敏感的,虽说目前中国DUV在全球市场占据的份额微不足道,但一旦长期替代的预期开始落地,ASML在中国市场乃至全球市场的收入份额与定价权,必然面临持续冲击,此前由垄断获得的溢价就会逐步消退。从更深层的全球产业格局来看,随著中国DUV的成熟,光刻设备的整体采购成本很大可能会逐步下降,全球晶圆厂尤其是新兴市场厂商,将拥有更多的设备选择空间,从而推动全球芯片产能的多极化分布。对于中国而言,在全球半导体博弈持续深化的今天,这一步突破,不仅是对外部技术管制的有力回应,也是中国半导体产业从跟跑到并跑的必经之路。
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