中國測試首款自製 DUV，技術直逼 ASML 2008 年水準
中國正加速晶片製造設備的自主化腳步。《金融時報》報導，中芯國際（SMIC）近日開始測試由上海宇量昇科技開發的 DUV，這是中國首台能應用於晶圓製程的國產設備，被視為突破美國出口管制的重要一步。
外媒分析，這款國產 DUV 的水準，大致等於荷蘭 ASML 在 2008 年推出的 Twinscan NXT:1950i。當年這款機器用於 32 奈米製程，已能支援 22 奈米。
中芯 2019 年前就曾向 ASML 購買 NXT:1980i 與 NXT:2000i 系列機型，支援 28 奈米、14 奈米，甚至透過「多重曝光」方式延伸到 7 奈米。外界認為，宇量昇的國產設備設計，很可能是以這一世代 ASML 機器為參考模板。
這台機器採用浸潤式（immersion），與 ASML 方法相似。但最大差別在於供應鏈：目前大部分零組件已能在中國境內取得，不過關鍵光學與精密元件仍仰賴進口。公司正努力推動全面國產化，以減少對美歐出口政策的依賴。
這台 DUV 主要針對 28 奈米製程設計，這是中國晶片產能的主力範圍。不過，透過「多重曝光」技術，能將同一設備重複使用光罩，延伸應用到 7 奈米，甚至「勉強」能推進到 5 奈米。
然而，專家指出，要推進至 7 奈米或 5 奈米節點時，良率將大幅下降，生產成本與工藝複雜度也會顯著提升。看來這台設備更像是研發用的測試機，而非能立即投入工廠量產，更難以直接對標台積電、三星或英特爾的先進製程水準。
目前中芯僅在進行早期測試，尚不確定是否已能在晶圓上完成穩定曝光，或僅達到所謂的「first light」階段（能在晶圓上投影圖樣）。依照業界經驗，新光刻機往往需要至少一年反覆調整，才能達到量產需求。分析人士預估，最快要到 2027 年，該設備才可能被納入中芯的 28 奈米生產線；若要進一步挑戰 16 奈米或 7 奈米，可能得等到 2030 年之後。
與 ASML 的差距
雖然中國有了第一台「可用原型」的國產浸潤式 DUV 光刻機，與 ASML 的差距仍很大：
ASML DUV：多重曝光，可支援 7 奈米與 5 奈米量產。
ASML EUV：目前全球唯一供應商，台積電、三星、英特爾都已用於 3 奈米量產，並將在 2 奈米節點擴大部署。最新 High-NA EUV 已交付 Intel，可望支援 1.5 奈米以下。
中國 DUV：大致停在 2008 年世代，主要為 32 奈米，挑戰 7 奈米需要大量製程配合。
換句話說，中國 DUV 領域約落後十多年，EUV 領域完全缺席。
中國的下一步：EUV 研發
除了 DUV 系統，深圳半導體設備廠新凱來（SiCarrier）也著手研究 EUV，專案代號為 「珠穆朗瑪峰」（Mount Everest），因半導體重要性不言可喻，如果中國不投入，未來會與國際領先廠商差距更擴大。但專案處於初期研究階段，距離交機可用設備仍有相當長的時間，但至少不是老師傅手刻的了。
（首圖來源： 中芯國際）