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中國科學院上海光學精密機械研究所信息光學與光電技術實驗室提出一種基于虛擬邊（Virtual Edge）與雙采樣率像素化掩模圖形（Mask pixelation with two-phase sampling）的快速光學鄰近效應修正技術（Optical proximity correction, OPC），仿真結果表明該技術具有較高的修正效率。

光刻是極大規模集成電路制造的關鍵技術之一，光刻分辨率決定集成電路的特征尺寸。隨著集成電路圖形的特征尺寸不斷減小，光刻系統的衍射受限屬性導致明顯的光學鄰近效應，降低了光刻成像質量。在光刻機軟硬件不變的情況下，采用數學模型和軟件算法對照明模式、掩模圖形與工藝參數等進行優化，可有效提高光刻分辨率、增大工藝窗口，此類技術即計算光刻技術（Computational Lithography）。該技術被認為是推動集成電路芯片按照摩爾定律繼續發展的新動力。

OPC技術通過調整掩模圖形的透過率分布修正光學鄰近效應，從而提高成像質量。基于模型的OPC技術是實現90nm及以下技術節點集成電路制造的關鍵計算光刻技術之一。上海光機所科研人員提出的這種基于虛擬邊與雙采樣率像素化掩模圖形的快速光學鄰近效應修正技術，能夠將不同類型的成像失真歸結為兩種類型的成像異常，即內縮異常與外擴異常。利用不同的成像異常檢測模板，依次在掩模圖形的邊緣和拐角等輪廓偏移判斷位置進行局部成像異常檢測，確定異常類型及異常區域的范圍。根據異常檢測位置與異常區域范圍，自適應產生虛擬邊。通過移動虛擬邊調整掩模的局部透過率分布，從而修正局部成像異常。借助修正策略和修正約束，實現高效的局部修正和全局輪廓保真度控制。另外，雙采樣率像素化掩模充分利用了成像系統的衍射受限屬性，在粗采樣網格上進行成像計算與異常檢測，在精采樣網格上進行掩模修正，兼顧了成像計算效率與掩模修正分辨率。利用多種掩模圖形進行驗證，仿真結果表明該OPC技術的修正效率優于常用的基于啟發式算法的OPC技術。

相關研究成果發表在Optics Express上。研究工作得到國家重大科技專項和上海市自然科學基金項目的支持。

基于虛擬邊的成像異常修正：（a）外擴異常修正，（b）內縮異常修正

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國產光刻機現狀如何？技術全面進步，但90nm之后依然困難

最近華為鴻蒙系統的火爆以及全球芯片緊缺的現狀，使得“國產芯片”這個話題再一次回到了人們議論的中心。盡管國內中芯國際在14nm工藝上已經能夠做到高良率的量產，但是一方面產能規模尚不能和海外芯片代工廠相比，另外由于生產線上的半導體設備嚴重依賴海外技術，特別是美國技術，所以也要受到相關的限制，比如說無法給華為代工芯片。

事實上，要說國內不重視自主芯片發展那是不可能的，關鍵還是生產芯片的光刻機這部分，技術門檻的確比較高。從技術角度而言，我國的確已經取得了不小的進步，比如上海微電子在去年就傳出了今年年底會推出支持生產28nm芯片的國產DUV光刻機，而像中科院這幾年也在光刻技術上屢有建樹，之前還提出了快速光學鄰近效應修正技術，使得我國自主光刻技術有了重大的進展。

但技術進步只是一方面，真正要將光刻機相關的技術發展到可用階段，甚至達到商用，難度還是非常大的。目前全球光刻機主要被荷蘭ASML、日本佳能和尼康所壟斷，三家廠商合計占據了約99%的市場份額。當然，我們熟知的生產EUV光刻機的荷蘭ASML，這幾年更是一家獨大，所有先進制程的芯片生產全部依靠ASML的光刻機。

至于我國國產光刻機的現狀，目前上海微電子依然走在了前端。上海微電子已經量產了自主研發的光刻機，包括了SSX600和 SSX500兩個系列，但問題是上海微電子的國產光刻機，在技術上的確和海外差距非常大。從芯片生產的角度來看，上海微電子量產的國產光刻機，目前可以制造 90nm、110nm、280nm的芯片，相比ASML的EUV光刻機已經可以量產3nm芯片相比，還是很難相提并論的。

而且除了光刻機在基礎技術和芯片工藝上的差異之外，上海微電子的國產光刻機在良率和小效率上也無法和海外相比。據悉上海微電子的國產光刻機只是單工臺，過貨能力只有每小時75片，這個生產效率使得有芯片制造需求的廠商，為了成本而不得不考慮采用海外的光刻機，因為即使是生產90nm以及更古老的芯片，上海微電子的國產光刻機在良率和產能上，也是無法滿足廠商的需求的。

至于傳聞中今年年底上海微電子會推出的28nm國產光刻機，其實這個說法有點不完整。準確地說，上海微電子號稱年底推出的新一代國產光刻機，從技術上應該說是193nm ArF浸潤式光刻機，從技術上可以和之前ASML的DUV光刻機相比，算是國產的DUV光刻機，它當然可以生產28nm的芯片，但是在技術提升后，多次曝光甚至可以支持7nm制程的芯片制造。所以說它是28nm光刻機，實際上有點小瞧它了。

但問題是這款國產DUV光刻機，真的能在年底推出么？

不出意外的話，在未來幾年時間里，國內的芯片廠商想要制造芯片，還是得以海外光刻機為主，一方面可以生產工藝更為先進的芯片，另一方面在商業角度而言，考慮到成本、效率，國產光刻機也沒法和海外同類產品相比，廠商怎么選擇并沒有什么疑問。

當然現在國內在自主研發光刻機上的確下了不少功夫，上海微電子也好，中科院也好，現在實際上都是處于一個積累的過程，這樣一個門檻較高的領域，我們又落后海外太多，想要從技術以及商業上追趕上來，絕非一朝一夕之功，而且我們在進步，海外也在進步，我們國產光刻機還在努力突破40nm工藝，海外已經搞定了3nm的制程，甚至IBM都已經生產出2nm的芯片，這不得不讓人感慨差距的確非常大。

值得一提的是，業內一直傳聞華HUWEI為在考慮自己建造芯片生產線，并已經開始自主研發光刻機。