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米莱芯程高安谈国产光刻机整机集成与零部件攻坚

更新时间 2026-10-17来源 21世纪经济报道正文 4090字阅读约 13分钟

21世纪经济报道记者 孙燕

国产光刻机赛道,正迎来越来越多玩家。

在2026湾区半导体产业生态博览会上,多家企业展出了被誉为“半导体工业皇冠上的明珠”的光刻机:上海微电子展出了新一代先进封装光刻机;上海米莱芯程半导体有限公司(以下简称“米莱芯程”)推出步进光刻机整机,还展示了投影物镜、调焦调平传感器等核心零部件。

米莱芯程创始人兼总经理高安在展会前接受21世纪经济报道采访时表示,光刻机的技术难点分为整机层面和分系统(零部件)层面。过去二十多年,国内光刻机发展主要受制于这两点。

“国内做光刻机的公司很多,但真正能出货的很少。”高安指出,米莱芯程计划先从相对基础的i-line光刻机做起,逐步切入KrF(248nm)光刻机、ArF(193nm)干式光刻机、ArF(193nm)浸没式光刻机。“我们团队的骨干人员原来基本都做过浸没式光刻机,在这四款产品上的经验可以沿用。”

21世纪:你曾在ASML参与EUV光刻机的研发工作,是什么契机让你投身国产DUV光刻机? 

高安:我曾在荷兰ASML工作了8年多。在荷兰期间,我参与了EUV和浸没式DUV光刻机相关工作,主要负责光电类探测传感器的部分,包括掩模版污染检测传感器、晶圆对准传感器等。最后一年在ASML时,我主要负责整机相关工作。

2018年底,我通过人才引进回国,加入国内光刻机攻关项目;2023年初离职,创办了上海芯颐和科技有限公司(米莱芯程子公司)。公司联合创始人与我的经历相似——一毕业就进入光刻机行业,一干就是十几年,我们都希望继续深耕光刻机领域。

但光刻机研发需要大量资源和资金投入,因此作为一家民营企业我们选择先从能产生营收的业务切入。巧合的是,天使投资人不仅给我们提供了资金,还带来了光学镜头相关的产品订单。因此,芯颐和目前以光学镜头为主营业务,但我们的长期规划是做光刻机整机,对外则从光学镜头起步。

21世纪:天使投资人给你们的光学镜头订单,是光刻机零部件订单吗?

高安:他们研发的是类似光刻机的设备。这类设备同样需要光学镜头,只是精度要求远低于光刻机。我们把光刻机相关技术迁移应用到这类设备上,可以较快开发出高精度产品。

事实上,半导体设备的构成颇为相似:都包含载物平台、晶圆传输系统,有的还配有镜头和测量晶圆表面起伏的传感器。而光刻机不仅涵盖这些零部件,且各项精度要求更高。因此,不仅是光刻机企业,一些半导体设备企业也会找我们合作,将我们的零部件以更低的成本应用于其设备。接下来,除镜头外,其他零部件也将逐步贡献营收。

2024年光学镜头业务营收2700万元;2025年光学业务贡献营收接近3000万元,加上其他业务,全年总营收约4000万元;2026年预计总营收可达六七千万元。这两年相关业务营收呈现稳定增长态势。 

21世纪:近日联合化学(301209.SZ)公告拟对米莱芯程增资,这轮融资情况如何?

高安:一周前米莱芯程宣布拟进行3.61亿元增资,投前估值15亿元。本轮增资汇聚多家产业资本,联合化学、聚源创投、深圳华控、正和创投等机构共同参投。其中,作为背靠中芯国际的国内集成电路领域头部产业投资平台,聚源创投深度布局半导体设备、材料、制造全产业链,可为被投企业对接晶圆厂工艺验证渠道以及下游客户资源;深圳华控则由京东科技等主体出资,聚焦硬科技赛道投资,可为企业带来产业生态与资本层面的多重助力;上市公司联合化学本次系第三次增资,公司布局光刻胶上游关键材料,有望与米莱芯程形成“材料—设备”的产业链协同效应。

大额产业资本集中入局,一方面将为米莱芯程i-line光刻机落地、KrF光刻机研发以及投影物镜、传感器等核心零部件攻关提供充足的资金弹药;另一方面,产业股东所带来的晶圆厂验证渠道、上下游供应链资源,也将加速其产品测试迭代、商业化落地进程,推动国产光刻机整机与核心零部件同步实现突破。

21世纪:光刻机长期被国外垄断,难点主要在哪里? 

高安:光刻机的难点之一在于人才团队。国内从事光刻机研发的人才本就稀缺,核心技术人员更是凤毛麟角。

我们团队的核心骨干均有光刻机研发经历,覆盖光学镜头、运动平台、整机设计与标定等技术领域。我们将光刻机研发划分为16个技术领域,每个领域都配有深耕7年以上的技术专家,从业时间最长者达14至15年。

光刻机的难点之二在于技术,技术难点可分为两个层面:一是整机层面,即系统设计与系统集成;二是分系统层面,即零部件。研制光刻机,不仅要采购一批零部件,还要自主设计一批零部件并委外加工制造,这对系统设计和集成能力的要求非常高。

整机层面,系统设计能力体现在顶层设计上——能够根据整机需求,明确16个分系统各自的性能指标;系统集成能力,则是指将各分系统有机整合为整机的能力——仅整机装配和标定就有1000多个步骤,周期长达3个月左右。

分系统层面,光刻机所用的运动平台、投影镜头、传感器、整机控制软件等,目前国内绝大部分一级分系统尚无可用的合格供应商,只能再往下采购二级零部件,如光学镜片、激光器、光纤、电机等。任何一家光刻机企业,如果解决不了一级分系统,就很难做成整机,反之,仅有分系统而没有整机技术亦做不成光刻机整机。米莱芯程是国内民营企业中唯一具备整建制人才团队并可覆盖整机与分系统技术的企业。

21世纪:米莱芯程是怎么解决这些难点的?

高安:我们的做法是:核心团队自主设计零部件,委外加工制造,再回厂集成。对我们而言,整机层面的技术难点已经攻克;分系统层面的难点,则需借助上游供应商的支持。

需要委外的部分都在零部件层面。我们先采购激光器、电机、控制器、DSP芯片等零部件,将其组装成模组;再将模组组装为镜头、运动台等分系统;最后由分系统集成为一整台光刻机。

但在这个过程中,我们深切感受到国内外的差距仍然较大。我们能做的,是与上游零部件供应商深入合作,并向其输出我们的know-how。

以光学加工为例,国内在这方面的能力相对薄弱,尤其是加工过程中的镜面面形检测能力。光刻机对镜片表面光滑度要求极高,需达到纳米级精度——这就带来一个关键问题:研磨镜片时,如何确认已加工到纳米级?因此,检测工具至关重要。目前国内的现状是:具备抛光设备,也能抛光至纳米级,却缺乏相应的检测手段,即“能抛出来,但测不准”。针对这一短板,我们把此前与国外厂商合作积累的经验分享给国内供应商,并协助他们搭建检测设备、开展测试验证。

21世纪:从供应链来看,目前米莱芯程光刻机的国产化率有多少?

高安:我们一台光刻机的供应链,从供应商数量上看,约三分之二来自国内,三分之一来自国外(此统计仅按数量计算,未按价值量衡量)。目前仍依赖进口的,主要是基础性材料、高精度传感器和光源。对于这三分之一的供应商,我们同样希望实现国产化:先与国内供应商合作开发,待其产品成熟后再逐步采用。

21世纪:目前米莱芯程光刻机的研发进展如何? 

高安:在产品路线上,我们规划从i-line光刻机起步,继而研制KrF(248nm)光刻机,之后逐步过渡到ArF(193nm)光刻机,涵盖干式和浸没式两种类型。

时间方面,我们计划今年年内发布首款i-line光刻机;明年起陆续发布KrF光刻机、ArF干式光刻机、ArF浸没式光刻机。

目前,我们的i-line光刻机已进入最终调试阶段;KrF光刻机基本完成初步设计,进入投料阶段;ArF光刻机处于早期关键技术攻关阶段。

此外,我们也留有拓展空间:向低精度方向,可延伸至封装类光刻机;向高精度方向,可攻关EUV光刻机。不过,我们会跳过EUV,探索基于新原理的光刻方法,直接攻关更先进制程的光刻机。美国某光刻技术初创公司目前就在探索新原理光刻方向,我们也会同步开展研发。

21世纪:为什么要跳过EUV路线?

高安:研制EUV光刻机需要上千亿元级别的资金投入。作为一家民营企业,我们必须跳出EUV的固有思维,去探索下一代技术或新原理光刻方案。

我认为,国内未来可能会探索一些替代性的技术路线,而这些新路线有可能对光刻机提出新的要求。届时对设备的要求,未必是把设备本身做得有多先进,而更多是整体技术路线上的调整——设备反而可能没那么先进。

21世纪:关于光刻新原理,业界达成共识了吗?

高安:任何一种基于新原理的光刻设备,要导入成熟的半导体产业,都需要相当长的时间。目前业界能达成的基本共识是:除EUV之外,还需要一些新技术可供尝试;但对于哪种技术能够在2nm以下的新工艺制程中胜出,业界尚无定论,目前看EUV仍然是主流选择。 

在这条新赛道上,我们在国内探索,美国和一些欧洲国家也在探索,大家的起点差不多。但相比之下,我们的工业基础和供应链还相对薄弱。

21世纪:i-line光刻机在光刻机里处于什么地位?

高安:在先进制程产线中,光刻机按先进程度排序为:EUV最先进,其次是ArF浸没式、ArF干式、KrF,i-line相对基础。

这一排序与各机型对应的制程应用密切相关。半导体工艺从0.35微米、0.18微米、0.13微米、65纳米到28纳米一步步演进。最初i-line光刻机用于0.35微米工艺,如今该制程主要用于相对成熟的逻辑器件,以及传感器、MEMS、Micro LED等产品。

此外,大量i-line光刻机也被应用于先进制程产线。以一条2纳米产线为例,其中虽然部署了大量EUV、ArF浸没式和KrF光刻机,但也有一小部分工序需要用到i-line光刻机——这是基于经济性的选择。制造一款芯片需要60至80道光刻工序,其中只有少数几道需要最先进的制程;越靠近后段工序,几百纳米的线宽即可满足需求。此时若仍使用EUV光刻机,成本上非常不划算,用i-line光刻机就足够了。

21世纪:首款i-line光刻机有目标客户了吗?

高安:做光刻机,配合验证的客户至关重要。为此,我们选定了一家天使客户——这是一条中试线,主要生产成熟的逻辑芯片。对方愿意配合我们验证设备,我们也愿意配合其改造设备,以适配他们的工艺需求。

交付计划方面,我们将于今年年底向天使客户交付首台设备并开展验证;明年年底前完成设备的优化改造与定型,随后启动量产,力争2027年底至2028年初实现小批量出货。

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