半导体设备系列——光刻机是半导体工业中的“皇冠”。
1、原理
光刻是指光刻胶在特殊波长光线或者电子束的作用下发生化学变化，通过后续曝光、显影、刻蚀等工艺过程，将设计在掩膜版上的图形转移到衬底上的图形精细加工技术。激光器作为光源发射光束，经过光路调整后，光束穿透掩膜版及镜片，经物镜补偿光学误差，将图形曝光在带有光刻胶的硅晶圆上，然后显影在硅片上。
2、发展历程
光刻机发展至今，已经历了5代产品的迭代。在1985年之前，第一代光刻机光源以436nm的g-line汞灯光源为主，只适用于5μm以上制程；之后出现了365nm的i-line汞灯光源的第二代光刻机，制程精度来到了350-500nm。第三代为扫描投影式光刻机，光源改进为248nm的KrF氟化氪准分子深紫外光源，实现了跨越式发展，将最小工艺推进至150—250nm。
第四代为步进式投影式光刻机，采用193nm波长的ArF氟化氩准分子激光光源，可实现制程推进到了65—130nm。第五代为EUV光刻机，选取了新的方案来进一步提供更短波长的光源。
3、市场
目前全球光刻机市场被荷兰的ASML，日本的Canon、Nikon所垄断，因此统计三家数据便可代表整个行业状况。当前，中国也有了自己制造的光刻机，但是和国外龙头技术水平差距很大。上海微电子装备股份有限公司（SMEE）通过积极研发已实现 90nm 节点光刻机的量产，使用ArF光源，可满足90nm及以上制程。国产光刻机正向下一个技术节点寻求突破。
4、产业链
光刻机产业链主要包括上游核心组件及配套设备、中游光刻机生产及下游光刻机应用三大环节。光刻机技术极为复杂，在所有半导体制造设备中技术含量最高。
5、光刻机国产化
在华为被美国芯片限制之后，光刻机国产化为热门话题。然而光刻机的国产化并不是一朝一夕就能完成的任务。光刻机是一个非常复杂的系统，是多种精密技术的集合，几乎每个细分领域，需要行业顶级供应商携手合作来完成。光靠一两家公司闭门造车，不可能完成光刻机的研发。
国内在光刻机核心组件和配套设施也涌现出了一批优秀企业，包括双工作台厂商华卓精科、光源系统厂商福晶科技、光刻胶厂商南大光电和容大感光等。虽然“道阻且长”，光刻机的诸多零部件、原材料被卡脖子；然而“行则将至”，通过不断的培育人才、完善产业链，相信终有一日可以实现突破！