尼康卖光刻机给中国？中国或不需要，但尼康依然有价值

文/王新喜

在光刻机市场，早在8月份，就传出尼康要布局中国光刻机市场的消息，而日本尼康公司近期又主动示好中国，表示明年（2023年）将推出全新的光刻机——NSR-S635E ArF 浸入式光刻机，而这台光刻机是针对中国市场需求，不含美国技术。

而尼康半导体光刻设备新的业务发展目标是截止到2026年3月份，光刻机的年出货量将比目前3年的平均水平增加一倍以上。

尼康要布局中国光刻机市场的消息也引发了业内热议。

事实上，对于中国目前的光刻机市场现状来说，以尼康的实力，满足不了，中国可能也并不需要尼康，但在笔者看来，尼康依然有价值。

我们知道，国内主要卡脖子的领域是EUV（深紫外光刻）光刻机，目前我国自主研制的光刻机系统，其实也达到了与ASML公司的DUV光刻机的水平，也正在攻克14nm的芯片能力，目前荷兰也是在持续出售DUV光刻机给中国，但国内核心受限的部分在于高端芯片——即难题在于对EUV光刻机的依赖。

芯片制程进入7nm，所生产芯片用的晶元仪器就得使用荷兰ASML公司的EUV光刻机，EUV光刻机的制程精度是当下最高的，能有效提升高端芯片产品在生产过程中的良率，也只有EUV光刻机才能够对它进行大规模加工，增大产出效率。

尼康看到了翻盘机会，但实力尚有欠缺

从目前光刻机制造商市场来看，实际上只仅存3家巨头：ASML、尼康和佳能。但ASML一家独大的格局非常明显。

而日本尼康曾经是光刻机领域曾经的世界第一，但现在与ASML的差距已经拉开很远，尼康的核心能力其实还集中在最低端的UV（i-line）光刻机领以及次高端的DUV领域，在DUV领域，尼康的表现也不算出彩。

根据日前的消息是，美国将会进一步施压ASML，修改规则，讨论限制DUV光刻机对华出口的可能性。也就是说，成熟芯片制程的DUV光刻机也可能被美国要求限制出口。

因此尼康看到了机会。在DUV光刻机领域，尼康弱于阿斯麦，但也能基本满足需求，根据尼康透露，它所要布局的NSR-S635E ArF 浸入式光刻机与ASML的EUV光刻机不同，使用DUV光源就可以加工5～7纳米的芯片，每小时可以制造275片晶圆，并且不使用美国技术。

当前尼康的技术能力没有覆盖到5~7nm的芯片，该光刻机是否能如尼康所愿实现5~7nm还有待观察，整体而言，尼康的实力是可以争夺中国的DUV光刻机市场，对于尼康公司来说，也是一个翻盘的机会。

但事实上，中国市场可能并不需要尼康的光刻机，如前所述，一方面，国内自主研制的光刻机系统，在接近ASML公司的DUV光刻机的水平，这种差距也是可以弥补的，尼康的替代效应又点多余了。

但尼康还是有它的价值。日本的佳能、尼康的光刻机市场份额曾遥遥领先荷兰 ASML，只不过转折点在于，2000年左右，ASML 因为和台积电的一次合作，选择了新的路线，打败了尼康与佳能。

但尽管已经没落，尼康也是有技术底蕴的。光学厂出身的尼康曾经为美国 GCA 公司的光刻机配套光学镜头，积累了一定的光刻机制作原理和技术。而由于尼康有天文望远镜的加持，拥有高分辨率摄像头、高分辨率精密测控技术，当年尼康拿到 GCA 的一台光刻机研究，造出了比 GCA 镜头稳定性更好的 " 山寨光刻机 "。

后来在80年代，日本的尼康、佳能开始与美国 GCA、Ultratech、Eaton同台竞争，尼康此时已经和 GCA 打平，各占全球三成市场。但随着2000年一场光刻机干湿路线之争，尼康如同日本在许多科技领域一样，点错了科技树，选择干式光刻机，而ASML 和台积电共同研发出全球首台浸润式微影机。

浸入技术是指让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中，如纯水折射率1.44，可使激光的实际波长会大幅度缩小，走 " 干法 " 路线尼康被ASML 和台积电共同研发出的浸润式微影机碾压 ，光刻机市场格局被 ASML 打破。

后来尼康就在光刻机市场衰落下去，ASML一家独大格局形成。

在今天，尼康虽然也开始主推 ArF 浸没式技术，但它的能力仅仅局限在DUV 领域的 Arf 和 i－line 光刻机，只能用于制造 7nm 及以上制程的芯片，但光刻机技术已经迭代到EUV，在中国市场需要的7nm以下，尼康无能为力。

但如果ASML被限制出货DUV光刻机，对于尼康而言，也的确是个机会，尼康想要抓住也是情理之中。

中国光刻机市场或许并不需要尼康

不过从目前来看，尼康的实力尚有欠缺，在EUV光刻机领域，ASML拥有包括光学领域最强的德国蔡司，美国的掩罩技术龙头Silicon Valley Group，紫外光源龙头Cymer、TRUMPF这些核心技术公司，通过合作、独家供应，成立科技联盟机构等手段，捆绑在了一起，其光刻机的联盟成员包括英特尔、AMD、IBM、美国三大国家实验室以及ASML。

蔡司、Cymer、TRUMPF等公司制造EUV光刻机的核心技术，是佳能、尼康所不具备的，因此，要按照传统的路径去攻克EUV光刻机，日本的尼康、佳能乃至日本半导体产业都没有这个能力。

从目前的全球排名来看，全球前五的晶圆代工厂里面没有日本本土的厂商，而中芯国际的排名通常会在4-5名左右徘徊。此外，根据IC Insights发布的2021年度全球晶圆代工企业的营业收入排名，华虹半导体市场占有率为1.5%，位居第六位。上海微电子也研发出28纳米DUV光刻机，14nm或在明年底实现。

在光刻机与芯片领域，中国因为受美国的限制禁令，备受卡脖子之苦，国产替代的诉求比以往任何时刻都要更强烈。走自主技术路线、关键技术自主掌控已经成为共识。在芯片领域，要么是自主攻克光刻机技术的关键难题，要么采用新的芯片技术路线，绕过光刻机。

从目前来看，在DUV光刻机领域，国内也在光子芯片、量子芯片以及Chiplet技术的路线上不断探索，目前也取得了一定的突破进展。

比如国内首条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线已在筹备，预计将于2023年在京建成，可满足通信、数据中心、激光雷达、微波光子、医疗检测等领域需求，有望填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白。

华为一个量子芯片专利也已经流出，量子芯片是将量子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。制程可以绕开光刻机。

国内Chiplet技术也是一种突围光刻机的先进封装技术，即通过die-to-die将模块芯片和底层基础芯片封装组合在一起，像搭积木一样把几个芯片集成，去实现更需要更先进制程的工艺。

绕过光刻机，可能已经是目前攻克芯片领域的一条重要路线。

此外，中国已经投入巨额资源去实现国产光刻机的自主替代，从过去美国等西方国家对中国的先进技术封锁后的结果来看，从航天技术、盾构机、高铁、光伏产业、汽车燃油发动机等高端技术，中国最终要么实现了国产攻坚，要么实现了其他路径的弯道超车（电动车对燃油车的三大件的颠覆）。

中国在光刻机、芯片领域的攻坚，是基于国内非常庞大的市场需求，市场需求会形成对产业链与技术、人才的带动作用，攻克这一领域或许需要时间，但并非不可能实现。从目前来看，为了稳住中国市场以及反对限制出口，ASML此前曾表态说会把所有的技术都提供给中国制造商，以加快在中国的市场上的发展。

因此，尼康要布局中国光刻机市场，可能就显得多余。但是，中国市场是一个开放的市场，外企要进军中国市场，要在中国投资建厂，我们当然是持欢迎姿态，而尼康也有它本身的价值。

尼康也有它的价值

作为曾经的光刻机巨头，瘦死的骆驼比马大。2020年，尼康也售出了33台光刻机，占据8%的市场份额。

当前尼康还在研究 纳米压印光刻（NIL），尝试以低成本来制造尖端半导体，此外，如前所述，它计划在2023年推出光源使用化合物氟化氩（ArF）、支持3DIC的“ArF浸润式光刻机”的新产品，可以适应3D堆叠结构器件如3D NAND芯片、图像传感器制造需求，这意味着在3D NAND闪存芯片，尼康也有自己的技术价值与思路。

光刻机本身也涉及到复杂的光学成像镜头与光学系统，光刻机制造芯片的流程就类似相机的“曝光”，即把精细电路图案曝光在晶圆的半导体基板上，因此尼康本身也具备制造光刻机的基因优势，在光学技术层面，尼康也有一定的积累。

如果要在中国布局光刻机，国内厂商与相关机构其实可以尝试与其合作，不过前提是在技术上，需要完全“去美化”。从光学镜头到精密检测技术方面，尼康依然有国内厂商所不具备的技术与能力，值得中国去学习与吸收。

另一方面，尼康其实也是制衡ASML的一颗棋子，由于美国目前的限制出货要求与施压，现在ASML压力越来越大，ASML曾多次明确地反对限制出口。

而中国如果与尼康保持一定的合作关系，一方面是可以制衡ASML，美国与ASML之间的裂痕与分歧或将进一步扩大，一方面，日本尼康基于自己的市场需求要布局中国市场，本身也是在分化美国的芯片四方联盟。

因此，从这个意义来看，尼康要布局中国光刻机市场，对于中国而言，也并非完全没有好处。关键是，我们要以更加开放的心态与智慧，去拥抱各种可能性，核心是要吸收别人的技术为已所用并最终形成自己的核心自主的技术，只有这样，才能更快的吸引资本与人才，尽早的破局光刻机的难题。

作者：王新喜 TMT资深评论人 本文未经许可谢绝转载