編者按：據介紹，北京科益虹源光電技術有限公司作為中國唯一、全球第三傢俱備全序列光刻準分子鐳射器研發及製造能力的公司。
序幕
2021年09月25日，2020年度北京市科學技術獎勵名單釋出。其中提到：
授予“12英寸先進積體電路製程電感耦合等離子刻蝕機研發及產業化”等35項成果北京市科學技術進步獎一等獎
2020年度北京市科學技術獎公佈獲獎名單
2020年北京經濟技術開發區：公佈參與北京市科學技術獎評選的提名名單
2020年11月3日北京市經濟技術開發區科技創新局釋出了《北京經濟技術開發區關於2020年度北京市科學技術獎提名公示》。
根據我的理解，北京市科學技術獎評選前，需要各個區級單位提交申報名單。而這份名單是北京市經濟技術開發區提交的名單，其中含有專案詳細介紹。
北京市科學技術獎提名公示
在此次公佈的名單中，我們可以看到第14項的題目是：
4kHz 40W 氟化氪光刻準分子曝光光源研發及產業化專案
而申報單位正是：北京科益虹源光電技術有限公司。
2020年11月3日北京市科學技術獎提名公示
請仔細區分：氟化氪KrF，氟化氬ArF
準分子鐳射是透過一類特殊的含有惰性氣體和其他元素形成的激發態分子作為激勵源的鐳射器。用於光刻機的大家比較熟悉一點的是248nm的氟化氪KrF和193nm的氟化氬ArF。
氟化氪KrF和氟化氬ArF是兩代準分子鐳射器。早期的248nm的KrF鐳射，屬於第三代，是隻能做100nm以上光刻工藝的。之後發展了第四代193nm的ArF鐳射在幹法下可以做到65nm。大約20年前，採用林本堅發明的液浸法，採用193nm的ArF鐳射才可以做到28nm（28nm以下的多次曝光則需要升級更高效能ArF）。
光刻機光源的代差
我此前已經闡述過，這裡不再詳談。
而2020年11月，科益虹源申報的是248nm的氟化氪KrF準分子鐳射光源專案，並非193nm的氟化氬ArF鐳射光源。
2020年北京經濟技術開發區：氟化氪KrF光刻準分子曝光光源的專案內容
據介紹北京科益虹源光電技術有限公司作為中國唯一、全球第三傢俱備全序列光刻準分子鐳射器研發及製造能力的公司，系統性的開展了4kHz 40W KrF光刻曝光光源的技術研發工作
我在2020年北京市科學技術獎提名公示內容裡看到了這個專案的詳細資料。
我第一次看到官方資料裡寫了這幾個字：光刻機被譽為精密製造領域“皇冠上的明珠”和新時代的“兩彈一星”工程。
2020年11月3北京市科學技術獎提名公示內容
氟化氪KrF光刻準分子曝光光源產業化專案的成果
我在氟化氪光刻準分子曝光光源產業化專案公示中看到其公佈的成果如下：
1.高精度深紫外鐳射光譜線上測量及調整
採用高精度FP標準具和中階梯光柵雙色散設計，配合高精度環控技術，解決了光強分佈和溫度變化對光譜測量精度的影響。在深紫外波段實現了0.02pm的光譜測量精度，超過400pm的波長測量範圍，其光譜分辨本領達到世界先進水平。採用光學模組微動設計，透過對鐳射光束波前的修正，實現鐳射器光譜的線上調整，獲得0.02pm的光譜調整精度，消除溫度和氣體濃度等對鐳射器光譜的影響。
2.高效能準分子氣體放電腔技術
透過高壓密閉空間內高速流場設計，在採用渦流室結構和蝸舌迴流槽結構等創新性氣動結構，採用一體式貫流風機葉輪，在放電區實現了高均勻性的63m/s的風速；透過採用高精度實時溫控補償及不斷破壞散熱器內壁溫度邊界層方式，並結合創新型的變形自適應型管翅散熱器，實現了極有限的密閉空間內大熱量散熱。達到世界先進水平。
3.高壓脈衝功率系統
實現了儲能電容高精度精準諧振充電，在高重頻高電壓下脈衝重複精度可達±0.3‰；開發了超低抖動IGBT驅動系統，在高重頻Burst模式下實現開關抖動+/-1ns：解決Burst模式下IGBT驅動上的抖動及漂移問題。透過全密封型水冷磁脈衝壓縮設計，突破油迴圈冷卻限制，創新性採用微通道技術實現水冷全密封高效磁脈衝壓縮。達到世界先進水平。
4.單脈衝高精度多工作模式下能量劑量控制
根據Burst中鐳射脈衝位置的特性，對Burst超調部分和非超調部分採用不同的能量控制演算法，有效的控制了Burst中能量的超調和波動；同時利用協同控制演算法，有效平衡了能量穩定性和劑量穩定性。最終高重頻下能量穩定性小於5%，劑量精度小於0.4%。達到世界同領域的準分子商用鐳射器水平。
該公示資料最後做出如下結論：
透過以上技術突破，2020年4月，公司4kHz 40W KrF光刻準分子曝光光源實現了產品定型，達到光刻機效能需求，一舉打破了國外長期壟斷，填補了國內準分子鐳射技術在高階光刻領域的空白。
這4點技術成果，我將會在其後的具體技術細節裡逐一講述。
但是這裡我們已經看得非常清楚：2020年4月，定型的產品是用於100nm以上工藝的氟化氪KrF光刻光源。
氟化氪KrF光刻準分子曝光光源產業化專案的成果的經濟效益
公示材料中，明確了科益虹源KrF專案的經濟效益。我們可以看到全部的收益如下：
2020年11月3公示材料公佈科益虹源的收益
該公示材料中，明確了科益虹源的客戶以及合同專案，我們可以看到：
這是一份248nm光刻機曝光光源開發採購合同，總價值2921.92萬元。
這就是科益虹源2017-2019年3年的248nm氟化氪KrF光源專案收入來源。
科益虹源2017-2019年3年的KrF專案收入來源
科益虹源的248nm氟化氪KrF鐳射光源供貨情況
2020年11月公示材料中詳細提到目前的4kHz 40W KrF準分子鐳射器產品，目標是實現國產光刻機的產線驗證，其中2020-2021年共涉及4臺光源產品：
2020年11月3公示材料公佈科益虹源的KrF專案推廣應用情況
第一臺RS244S1#KrF產品已交付給整機單位SMEE公司使用，目前執行情況良好。
第二臺RS244S2#KrF產品2021年1月份交付，已完成整機測試，通訊介面修改完成。目前安排EMC測試。
第三臺RS244S3#KrF產品2021年3月份交付，目前進行整機裝配整合。
第四臺RS244S4#KrF產品2021年3月份交付，目前進行KrF4#SEMI認證整改。
這裡有一些明確的資訊：
例如2021年1月份交付的S2鐳射器仍在安排EMC測試； 2021年3月份交付的S4在進行SEMI認證整改。
因此稍微懂一點技術的科技人員，大概可以瞭解到目前2020年底248nm氟化氪KrF光源專案的技術成熟度。
而從科益虹源第三代KrF光源的產業化推廣近況來看，大抵可以瞭解到第四代ArF光源的大概技術水平。
請了解行業水平：193nm波長的氟化氬ArF光源
ASML的供應商Cymer自2005年推出第四代的193nm的6K Hz高頻的氟化氬ArF鐳射器，至今也已經更新數代，此後我會詳細介紹。
高頻、高能193nm鐳射為液浸式光刻機大幅推進摩爾定律，起了非常重要的作用。據Cymer官網介紹：其在2005年創造了行業記錄，出貨了第3000臺量產型準分子光源。
2005年，Cymer推出XLA300，193nm的6kHz高頻光源
而實際上，Cymer早在25年前的上世紀90年代中期，就已經在納斯達克上市，並且在上市當年銷售了145套鐳射器系統。
1996年Cymer推出的最早期的第四代193nm的氟化氬ArF鐳射ELX-5000A光源系統，到2000年已經發展了量產型的Nanolith7000光源系統。Nanolith7000已經達到4K Hz重複頻率，與其前身ELX-5000A相比，NanoLith 7000的光刻消耗品成本降低了80%。
我提到這幾個型號，以及特別強調193nm氟化氬ArF光源的重複頻率，因為很多朋友會忽視這些產品的迭代資料。
2000年Cymer釋出量產型的第四代Nanolith7000光源系統
請了解行業水平：248nm波長的氟化氪KrF光源
關於第三代的248nm氟化氪KrF鐳射器，Cymer的最早期產品要上溯到上世紀80年代。在跟隨半導體行業的同步進展過程，Cymer不斷提升各個型號光源的效能，其量產型氟化氪KrF光源ELS5010在上世紀90年代末已經達到2kHz，功率20W。
Cymer的248nm量產型KrF光源發展情況
此後，Cymer不斷升級248nm的KrF光源：
2000年推出ELS-6000；
2001年推出ELS-6010；
2002年推出ELS-7000；
2004年推出ELS-7010；
2010年推出ELS-7010x；
2013年，Cymer被ASML收購。
我想，很多人以為有了一點研究，就能彎道超車--難道看不見歐美在技術上也在不斷地更新迭代嗎？
當你以10倍精力和投入完成歐美20年前的技術的時候，歐美已經賺夠了錢，並且拿著賺到的錢開始研究小型核聚變了。國人能否看到下個十年呢？
2020年12月：2020年度北京市科學技術獎專業評審會答辯
2020年12月9日，4kHz 40W氟化氪KrF光刻準分子曝光光源產業化專案參加了北京市科學技術獎專業評審會答辯。
2020年12月9日，4kHz 40W氟化氪光刻準分子曝光光源產業化專案參加了北京市科學技術獎專業評審會答辯
2021年9月：2020年度北京市科學技術獎勵名單釋出
2021年09月25日，2020年度北京市科學技術獎勵名單釋出。
2020年度北京市科學技術獎公佈獲獎名單
我在這份長長的名單上，翻看了三遍，確認沒有看見：
4kHz 40W 氟化氪光刻準分子曝光光源研發及產業化專案
結語
轉眼間，從我第一次寫《解讀中國光刻機困局》一文，已然過去4個月。
對於中國科技發展的思考，是非常嚴肅的事情，也是一件非常困難的事情。
作為普通科技人員，我也經歷了求學博取博士學位、撰寫SCI論文博取科研職位、創業開發產品實現技術價值變現的各個迷茫階段。我花了很多時間，去撰寫這些帖子，去表達我對中國科技的思考--這不是去做科普，而是去回答我內心對中國科技轉化效率底下的疑問和困惑。
雖然，闡述中國28nm光刻機一事，是非常艱難的一件事情，但是我認為這值得我繼續去探索--這是我決定寫這個系列帖子的初衷。
重要提示
以上全部資料，均為科益虹源參加2020年北京市科學技術進步獎期間的政府公開、公示材料，不存在任何洩露國家、企業機密的情況。
任何人，只需要把科益虹源參加2020年北京市科學技術進步獎的專案名稱“4kHz 40W 氟化氪光刻準分子曝光光源研發及產業化專案”輸入瀏覽器的搜尋引擎，均可公開的、免費的、合法的獲得本文所引用的全部資料及原始文件。
Jim博士關於本文資料來源“公開的、免費的、合法的”公開、免費、合法稱述
參考資料
2020年度北京市科學技術獎提名公示：http://kfqgw.beijing.gov.cn/zwgk/tzgg/202011/t20201103_2128042.html
2020年氟化氪光刻準分子曝光光源研發及產業化專案公示內容：http://kfqgw.beijing.gov.cn/zwgk/tzgg/202011/P020201103604430118543.doc
2020年北京市科學技術獎專業評審會答辯順序表：http://hd.kw.beijing.gov.cn/vipchat/kw/gs2020/2020/jlb_order/1202.doc
4kHz 40W 氟化氪光刻準分子曝光光源研發及產業化專案：http://hd.kw.beijing.gov.cn/vipchat/kw/gs2020/src1/K41-2020-J024.html
