“光刻机之父”林本坚：中国现有设备能造出5nm芯片，美国已承认

半导体芯片制造正悄然改变全球科技格局，而这场变革中有一个声音格外引人注目。2023年10月，被誉为"光刻机之父"的林本坚公开表示中国能用现有设备制造5纳米芯片，引发全球科技圈震动。美国对华实施严格技术封锁，却最终不得不承认中国的突破。这背后究竟有什么不为人知的故事？

从IBM到台积电

1942年出生的林本坚，其职业生涯几乎与半导体产业的发展轨迹高度重合。1965年，他从加州大学伯克利分校获得学士学位后，继续深耕电气工程领域，于1970年拿到博士学位。毕业后，他加入了当时正处于半导体技术起步阶段的IBM公司，从此与光刻技术结下不解之缘。

光刻技术的核心是利用光源将电路图案精准“刻”在晶圆上，分辨率的高低直接决定了芯片的性能上限。林本坚在IBM的22年间，主导了多项关键技术攻关，将光刻分辨率从1.25微米逐步优化至0.35微米，这一过程中，他通过上千次实验调整光源波长与镜头参数，积累了大量核心数据与专利技术。

1992年，50岁的林本坚离开IBM，创办了专注于光刻技术咨询的Linnovation Inc.公司。彼时的全球光刻机市场，正被日本尼康和佳能两大巨头垄断，荷兰阿斯麦（ASML）尚处于追赶梯队。林本坚凭借在IBM积累的技术经验，为众多客户提供设备调试与参数优化服务，帮助企业提升芯片产量与良率。

正是在这一时期，他开始突破传统光刻技术的思维定式——传统光刻以空气为介质，光线在传播中易出现损耗，导致分辨率提升遇到瓶颈。林本坚大胆提出用液体介质替代空气的设想，经过上百次实验，他发现纯水作为介质能有效减少光线折射损耗，显著提升光刻分辨率，这一发现为后来浸没式光刻技术的成熟奠定了理论基础。

2000年，在台积电创始人张忠谋三次盛情邀请下，林本坚加入台积电担任资深总监。当时的台积电正面临制程升级的瓶颈，70纳米以下制程的研发屡屡受阻。林本坚入职后迅速组建技术团队，针对曝光偏差等核心问题展开攻关。

2002年，他正式提出完整的浸没式光刻技术方案：以纯水作为光刻镜头与晶圆之间的介质，结合193纳米波长光源，可将光刻分辨率提升至90纳米级别。这一方案被阿斯麦采纳后，其研发的浸没式光刻机迅速量产，台积电成为首个应用该技术的企业，成功实现90纳米制程量产，一举打破了日本企业在光刻机领域的垄断。

此后，林本坚又主导开发多重曝光技术，通过多次精准曝光叠加，进一步将制程精度推向更高水平，助力台积电在7纳米制程时代保持全球领先地位。

截至2015年从台积电退休时，林本坚已累计申请60多项核心专利，他主导的技术创新不仅让阿斯麦崛起为全球光刻机巨头，更推动了整个半导体产业的制程迭代速度。

张忠谋在其退休仪式上直言：“没有林本坚，台积电的很多技术突破都无法实现。”退休后的林本坚并未离开行业，转而加入国立清华大学担任教授，继续培养光刻技术人才，同时通过学术研究与行业演讲，持续为半导体产业发展提供思路。

中国现有设备可造5nm芯片的论断

2023年10月，林本坚在接受彭博社专访时抛出的一个观点，引发全球半导体行业震动。他明确表示，即便没有最先进的极紫外（EUV）光刻机，中国凭借现有的深紫外（DUV）浸没式设备，通过技术优化也能实现5纳米芯片的制造。

这一论断当时遭到不少西方行业人士的质疑，毕竟在传统认知中，5纳米制程被认为是EUV光刻机的“专属领域”，而美国自2022年起便对中国实施EUV光刻机禁售政策，同时联合荷兰、日本限制深紫外光刻机的高端型号出口。

林本坚的论断并非空穴来风，而是基于其深耕多年的技术经验与对中国半导体产业的深入观察。他解释道，深紫外浸没式光刻机通过多重曝光技术的叠加，完全可以突破物理极限：以中芯国际现有的阿斯麦1980Di或2050i机型为例，这类设备采用193纳米波长光源，通过四层自对准多重曝光技术，可将制程精度提升至5纳米级别。

虽然这一过程会增加光刻步骤，导致芯片制造成本上升，良率可能维持在65%左右，但从技术原理上来说完全可行。林本坚强调，中国的技术团队通过大量实验优化曝光参数、改进光刻胶材料，已经将深紫外设备的潜力发挥到极致，这一突破背后是无数次技术迭代的积累。

林本坚的观点很快得到了实际产品的印证。2023年8月，华为Mate 60 Pro手机正式发布，其搭载的麒麟9000S处理器引发全球关注。专业机构TechInsights对该芯片进行拆解后确认，这款处理器采用7纳米制程工艺，由中芯国际代工生产，其性能已接近主流5纳米芯片水平。更关键的是，拆解报告显示，麒麟9000S正是通过深紫外浸没式光刻机结合多重曝光技术制造而成。

美国半导体实验室随后进行的独立分析也证实了这一事实，尽管美国商务部曾试图通过调查否定中国的技术突破，但最终不得不承认中国已掌握7纳米及以下制程的制造能力。

封锁与突破

中国半导体产业的技术突破，是在多重封锁下实现的。2022年，美国出台严格的出口管制措施，明确禁止向中国出口EUV光刻机，同时要求阿斯麦等企业对深紫外光刻机的高端型号实施出口限制。

在这样的背景下，中国半导体企业加快了自主化进程，从设备研发到材料生产展开全方位攻关。上海微电子作为中国本土光刻机研发的核心企业，其研发的28纳米深紫外浸没式光刻机虽未实现大规模商用，但已在专利领域取得突破，2025年公告的投影物镜相关专利，进一步提升了设备的分辨率与稳定性。

除了光刻机本身，中国在半导体产业链其他环节也实现了关键突破。激光退火设备成功中标华虹等企业的生产项目，光刻胶、大硅片等核心材料的国产化率持续提升，芯片设计软件的自主研发也取得进展。

林本坚在2025年4月的一次行业演讲中指出，中国半导体产业已形成完整的工艺链，从芯片设计到封装测试的自主化能力不断增强，这为深紫外设备实现5纳米制程提供了坚实的产业基础。他特别提到，中国企业并非简单复制西方技术路径，而是通过材料改进、工艺优化等方式形成了独特的技术体系，这种创新能力远比单纯引进设备更具竞争力。

美国的封锁措施不仅未能阻止中国的技术突破，反而加速了中国半导体产业的国产化进程。数据显示，2023年第三季度，中国已成为阿斯麦深紫外光刻机的最大客户，尽管采购的多为中低端型号，但庞大的市场需求推动了中国企业对设备的消化吸收与再创新。

行业分析机构TrendForce在2024年发布的报告中称，中芯国际已开始试产5纳米芯片，预计将用于华为新一代Mate 70系列手机，而这一制程正是通过深紫外浸没式设备结合多重曝光技术实现的。