據2022年2月7日消息，上海微電子裝備（集團）股份有限公司（SMEE）舉行首臺2.5D/3D先進封裝光刻機發運儀式，向客戶正式交付先進封裝光刻機。需要指出的是，上海微電子此次交付的是用于IC后道制造的“先進封裝光刻機”，并不是大家通常認知當中的應用于IC前道制造的“光刻機”。

早在2021年9月18日，上海微電子宣布推出SSB520型新一代大視場高分辨率先進封裝光刻機。該光刻機主要應用于高密度異構集成領域，具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光視場等特點，可幫助晶圓級先進封裝企業實現多芯片高密度互連封裝技術的應用，滿足異構集成超大芯片封裝尺寸的應用需求。根據資料顯示，該光刻機可滿足0.8μm（800nm）分辨率光刻工藝需求，極限分辨率可達0.6μm（600nm）；通過升級運動、量測和控制系統，套刻精度提升至≤100nm，并能保持長期穩定性。

注：1 微米(μm)=1000 納米(nm)

此外，曝光視場可提供53mm×66mm（4倍IC前道標準視場尺寸）和60mm×60mm兩種配置，可滿足異構集成超大芯片封裝尺寸的應用需求。該IC后道先進封裝光刻機比起此前的SSB500/40和SSB500/50型有著較大的提升。SSB500系列步進投影光刻機主要應用于200mm/300mm集成電路先進封裝領域，包括Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP和2.5D/3D等先進封裝形式，可滿足Bumping、RDL和TSV等制程的晶圓級光刻工藝需求。以下為SSB500/40與 SSB500/50型光刻機的主要技術參數：

半導體制造設備可以分為前道設備和后道設備。其中，前道制造設備主要包括光刻機、涂膠顯影設備、刻蝕機、去膠機、薄膜沉積設備、清洗機、CMP設備、離子注入機、熱處理設備、量測設備;后道制造設備主要包括減薄機、劃片機、裝片機、引線鍵合機、測試機、分選機、探針臺等。作為國內的光刻機制造商，上海微電子目前的光刻機產品主要包括其 SSX600 和 SSX500 兩個系列。其中， SSX600系列用于IC前道制造，最先進的也只能用于90nm芯片的制造，而SSX500系列則用于IC后道制造，即IC后道的先進封裝。

根據官網資料顯示，SSX600 系列步進掃描投影光刻機采用四倍縮小倍率的投影物鏡、工藝自適應調焦調平技術，以及高速高精的自減振六自由度工件臺掩模臺技術，可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求，該設備可用于 8吋線或 12 吋線的大規模工業生產。SSB500系列步進投影光刻機則主要應用于200mm/300mm集成電路先進封裝領域，包括Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP和2.5D/3D等先進封裝形式，可滿足Bumping、RDL和TSV等制程的晶圓級光刻工藝需求。資料顯示，在去年7月，富士康與青島國資合資設立的半導體封測項目(青島新核芯科技有限公司)，就引進了上海微電子的封裝光刻機。11月26日，該晶圓級封測廠正式投產，據說引進多達46臺上海微電子的封裝光刻機。

去年9月18日，上海微電子舉行了新產品發布會，宣布推出新一代大視場高分辨率先進封裝光刻機(應該是微米級分辨率的SSB500/40/50之外的其他型號，分辨率可能進入了納米級別)。上海微電子曾表示，當時已與多家客戶達成新一代先進封裝光刻機銷售協議。據悉，當時推出的新品光刻機主要應用于高密度異構集成領域，具有高分辨率、高套刻精度和超大曝光視場等特點，可幫助晶圓級先進封裝企業實現多芯片高密度互連封裝技術的應用，滿足異構集成超大芯片封裝尺寸的應用需求，同時將助力封裝測試廠商提升工藝水平、開拓新的工藝，在封裝測試領域共同為中國集成電路產業的發展做出更多的貢獻。

芯片前道工藝七大設備，其中包括光刻機、刻蝕機、鍍膜設備、量測設備、清洗機、離子注入機以及其他設備。光刻機主要作用為將掩膜版上的芯片電路轉移到硅片，是IC制造最核心環節。

半導體芯片產業鏈主要分上游端設計、中游端制造、下游端封測三大環節。整個芯片制造中IC制造是最復雜、也是最為關鍵的工藝步驟。光刻機可分為三類：一是主要用于生產芯片的光刻機；二是用于封裝的光刻機；三是用于LED制造領域的投影光刻機。其中用于生產芯片的光刻機涉及眾多世界領先技術，中國與國外頂尖光刻機技術水平仍然存在較大差距。

2020年，中國芯片進口總額超過3,500億美元，創下歷史新高。全球新冠疫情對于芯片產量的持續影響和5G、新能源汽車、物聯網等領域不斷增長的需求，全球半導體供給持續緊張。芯片應用不局限于手機和電腦，已涉及生活日常用品如冰箱、洗衣機、空調和電視等各類家用電器。全球集成電路行業銷售額由2012年2,382億美元增長至2018年3,933億美元，CAGR達8.72%。

超高端EUV光刻機與DUV光刻機區別在于所使用的理論分辨率、物鏡組和光源不同，ArF則是DUV深紫外光刻機所用的光源。2017年，ASML成功研發出第五代EUV光刻機，采用將準分子激光照射在錫等靶材，激發出13.5nm光子，作為光刻機光源。而上海微電子預計2021年底交付的28nm光刻機，則是使用ArF光源制造的DUV深紫外光刻機。EUV與DUV光刻機的對比。在分辨率方面，EUV使用13.5nm光源理論上分辨率可達1nm，而DUV使用浸入式技術最高可達7nm。物鏡組方面，EUV使用反射鏡組，DUV則是使用合成石英制造的非球面鏡片。光源方面，EUV使用獨有的EUV光源，全球僅為美國公司Cymer與日本Gigaphoton才能制造。目前全球唯一量產EUV光刻機使用的光源設備，是由Cymer公司所提供。DUV用的是準分子ArF光源。

ASML作為全球唯一一家生產EUV極紫光刻機，壟斷全球高端光刻機供應，超高端光刻機領域未來競爭格局難以改變。ASML公司在超高端光刻機領域獨占鰲頭，成為唯一供應商，旗下產品覆蓋全部級別光刻機設備。全球光刻機市場主要競爭公司為ASML，尼康(Nikon)和佳能(Canon)三家。從光刻機銷售額來看，2019年三家合計市場份額占全球光刻機市場90%以上。從企業角度，Canon主要光刻機銷售集中在i-line光刻機；Nikon光刻機銷售則縱向跨度較大，在除EUV之外的類型均有涉及，其中以Arf和i-line光刻機領域較為突出；ASML，則在除i-line光刻機之外領域均具有較強的主導地位。尼康公司在光刻機行業發展呈現持續下滑態勢，但憑借多年技術積累依舊位居二線供應商地位；佳能公司只能屈居三線；上海微電子裝備（SMEE）作為后起之秀，在前道光刻機領域暫時只提供低端光刻機。

由于光刻設備對光學技術和供應鏈要求極高，擁有極高技術壁壘，已成為高度壟斷行業。上海微電子與ASML在光刻機領域的差距客觀反映中國和西方在精密制造領域差距，超高端光刻機關鍵零部件來自不同西方發達國家，如美國光源，德國鏡頭和法國閥件等，所有核心零部件皆對中國禁運，中國大學研究機構在半導體領域也相對偏薄弱，短期內無法提供有效技術支持，致使中國光刻機技術處在弱勢地位。中國光刻機在短時間內難以追趕世界光刻機水平。

高精密光學鏡片和光源是光刻機核心部件之一。高數值孔徑鏡頭決定光刻機分辨率以及套值誤差能力，高性能光刻機則需要體積小、功率高和穩定光源。在光刻機領域，全球光學鏡頭可用于光刻機的廠商僅為三家，分別為卡爾蔡司、尼康和佳能。用于超高端EUV極紫外光刻機鏡頭便由卡爾蔡司提供，長期以來為ASML光刻設備提供高效能光學鏡頭。目前，主流EUV光源為激光等離子光源（LPP），只有美國廠商Cymer和日本廠商Gigaphoton才能夠生產。2013年，Cymer被ASML收購共同研發EUV光源技術，為其光源技術提供保障。Cymer所占市場份額近70%，為世界光源制造領域的領頭羊。Gigaphoton于上世紀90年代開始進入中國市場，最先端產品為浸沒式光刻ArF激光器，憑借穩定的技術和低操作成本等方面獲得全世界客戶好評，近年來在中國市場的裝機數量也持續增加，預計未來裝機量將逐漸增長，Gigaphoton占70%中國市場份額。而中國科益虹源公司自主研發設計生產的首臺高能準分子激光器，以高質量和低成本的優勢，填補中國在準分子激光技術領域的空白，打破國外廠家對該技術產品長期市場壟斷局面。

全球半導體設備行業復蘇，受益于下游晶圓巨大需求、服務器云計算和5G基礎建設發展，帶動相關芯片需求，光刻機銷售額增速穩定增長。伴隨著物聯網和5G市場高速發展，對芯片性能要求越來越高，對高性能光刻機設備需求也將進一步加大。近年來下游晶圓代工廠加速擴建產能，帶動光刻機設備需求并有望持續增長。目前7nmEUV光刻機平均每臺價格達到1.2億歐元，但晶圓代工廠對高端光刻機的需求量仍然不減。

全球光刻機需求端集中在中低端光刻機產品，隨著下游晶圓代工廠對晶圓尺寸和制程要求提高，高制程光刻機需求持續增長，高端光刻機銷售額占全球市場份額的41%。中低端市場需求量不斷增長，主要受先進封裝的推動。隨著技術發展，2015年至2020年先進封裝光刻設備出貨量年復合增長率達到15%，2020年總數將超過250臺/年。中低端光刻機由于技術壁壘較低，競爭者數量較多，尼康與佳能憑借價格優勢占據中低端市場主導地位。

近年來，隨著“摩爾定律”的推進放緩，再加上追逐先進制程工藝所帶來的成本壓力越來越高，使得越來越多的芯片廠商開始選擇通過Chiplet、2.5D/3D先進封裝技術來進行異質集成，從而在不完全依賴于制程工藝提升的情況下，以相對更低的成本來提升芯片的性能。特別是在美國持續打壓中國芯片產業，使得國內芯片制造業在先進制程上發展受阻的背景之下，2.5D/3D先進封裝技術更是成為了國內芯片制造業可以發力的另一大重點方向，這也推動了市場對于封裝光刻機的需求。在此情況下，作為國內本唯一的光刻機大廠，上海微電子的SSB500系列封裝光刻機出貨大增，并完成了首臺國產2.5D/3D先進封裝光刻機正式交付也值得肯定。