在工艺节点“统一”发展的表象下，芯片制造所需的光刻技术呈现爆发式创新。进入21世纪后，浸没式光刻机的出现打破了193nm的波长限制。然后线宽越来越小，光刻工艺的复杂度再次增加。仅靠半导体设备的更新已经不能满足芯片制造的需求。光刻技术又一次处于十字路口，我们需要选择发展方向。
使用软件可以实现更精确的光刻。计算光刻(也称为OPC领域)作为EDA软件的一种，自90nm节点用于芯片制造以来，发挥了重要作用。同时，随着先进技术的发展，芯片制造用半导体设备的研发难度越来越大，能耗和研发经费投入不断上升。在这种情况下，计算光刻技术的发展引起了业界的关注，成为跨越先进技术发展瓶颈和后摩尔时代的关键技术。
发展计算光刻的重要性
芯片制造的线宽在缩小，光学邻近效应会越来越严重，严重影响曝光和显影工艺的良率。因此，需要对掩模上的图案进行修正，以抵消这些误差，使曝光后得到的图案符合设计要求。计算光刻可以在每个图案上执行光学邻近校正(OPC)。根据预测的失真，可以相应地优化掩模的形状和尺寸，进而在晶片上获得高质量的芯片布局成像。
计算光刻已经成为芯片制造过程中不可或缺的环节。可以说，没有计算光刻，即使有光刻机，芯片也做不出来。如果没有计算光刻软件，所有芯片制造商都将失去将芯片设计转化为芯片产品的能力。
从半导体产业的发展环境来看，围绕芯片制造的半导体竞争正在全球范围内展开。计算光刻可以大大提高芯片制造的效率，在芯片制造领域已经成为刚需。作为高端芯片制造过程中的关键技术，投资计算光刻已经成为业界共识。
从技术发展来看，芯片线宽越来越小，各种光学效应、系统误差、工艺条件偏差越来越精细化。计算光刻通过算法建模、模拟计算、数据分析和结果优化等手段，可以解决半导体制造过程中纳米级的掩模修复、芯片设计、制造缺陷检测和修正等问题，是提高光刻系统成像性能的主要方法。随着芯片制造过程中的问题和复杂性不断升级，越来越多的工作被赋予计算光刻，这引起了业界的关注，以推动计算光刻技术的进步。
从市场需求来看，作为EDA的一个重要分支，计算光刻技术目前在半导体领域的总市场份额并不高，但随着全球各大半导体力量竞相提高芯片制造能力，计算光刻技术的市场需求正在快速增长。尤其是在当今国产化的大背景下，全球半导体军备竞赛将直接推动我国计算光刻技术的快速发展。为了抢占半导体制造业的技术高地，大力发展计算光刻技术，培养相关人才，对本土半导体产业的持续健康发展至关重要。
计算光刻市场概况
今年年初，Nvidia围绕计算光刻的发展推出了cuLitho plus GPU解决方案，旨在从计算光刻高性能计算的角度进一步提高芯片生产效率，引起了整个行业对计算光刻的兴趣，使计算光刻的细分领域受到极大关注。从市场规模来看，2022年计算光刻软件的全球市场规模约为10亿美元。未来五年，市场规模预计将增长至20亿美元以上。
计算光刻是“算法+数据”驱动的工艺优化自动化过程，本质上是芯片制造中的一种EDA仿真技术。因此，西门子EDA(Mentor Graphics)和Synopsys等传统EDA公司都是计算光刻市场的参与者。
除了EDA厂商，全球计算光刻市场的头部企业还有一家来自硬件设备的公司——光刻机巨头ASML。最初，计算光刻被业界认为是ASML“铁三角”全方位光刻解决方案的一部分。虽然ASML继续布局计算光刻领域的核心技术，但其在计算光刻领域的超强实力始终被光刻机业务所掩盖。直到计算光刻的市场爆发，ASML在这个领域的爆发力才越来越突出。同时，软件和硬件的双线发展不断巩固了ASML在光刻领域的领先地位。
第一梯队厂商对计算光刻技术的投入越来越大，引起了业界对该领域的持续关注。近年来，中国也开始追赶计算光刻技术，一些本土厂商逐渐崛起。
计算光刻的发展挑战
计算光刻软件的全球市场集中度和技术门槛都很高。国际厂商通常拥有多年的技术积累、丰富的行业经验和坚实的客户基础，在与客户的合作和信任上表现出相当的优势。对于国内半导体行业，尤其是本土计算光刻公司，上述挑战需要逐一应对。
计算光刻作为芯片制造的EDA工具，比其他EDA软件更难开发，属于技术、资金、人才密集型领域。由于R&D和生产周期长，行业对人才的需求和资金消耗成为制约行业发展的关键因素。
从R&D投资的角度来看，计算光刻是一项资本投入大、持续时间长的业务。持续充足的R&D投资不仅有机会培育创新技术，也是企业竞争活力的源泉。但由于计算光刻市场整体规模的限制，以及国内芯片制造能力与国际一线厂商的可观差距，本土企业望而却步。因此，国内发展计算光刻需要长期的关注和政策支持。
人才是计算光刻技术创新发展的动力。为了发展我国的计算光刻技术，相关政策也应着眼于计算光刻人才的水平。计算光刻行业最需要的至少是软件、芯片、物理和数学/微电子两类复合型人才。比如产品开发岗位，主要是写软件代码，最常见的是C++语言。开发中注重运行结果的准确性和算法的速度，需要精通软件、物理、数学/微电子的人才；产品开发出来后，需要了解芯片设计制造的人才作为应用工程师，向芯片厂商推广软件解决方案。
计算光刻行业合格甚至优秀的人才在全球都是稀缺的。虽然近年来行业加紧培养计算光刻人才，校企合作项目也很多，但是计算光刻人才需求量大，专业人才少，培养周期长。人才短缺将是一个长期的挑战。
如何推动计算光刻技术的发展
我国计算光刻的发展还处于起步阶段，合理促进计算光刻产业的健康发展尤为重要。
第一，抓住中国的市场机遇。半导体工业是国家的重型武器。中国本土市场对芯片的需求巨大，政府在芯片制造领域的投入将持续增加。各种因素将推动计算光刻市场的快速增长。对于国外领先企业来说，中国市场具有无限的发展潜力，有效制定更多的本土市场战略是其持续发展的基础；对于国内企业来说，国内替代将成为重要机遇，而巩固自身技术研发和积累、与制造企业深度合作、完善产业链接等。，将成为企业快速发展的基石。
第二，合理推动计算光刻市场的发展。过度资本化会扰乱计算光刻市场的正常发展。计算光刻无法加速。需要长期的技术积累和沉淀，拿出时间成本和真金白银，练好内功锐意进取，企业才有长久的竞争力。
第三，大力持续培养本土专业人才。计算光刻的软件应用需要与工程实现紧密结合，人才端必须贴近应用端。在本土培养专业人才，可以服务于本土芯片制造业的发展，进而从实践上推动计算光刻技术在国内的深耕。例如，ASML非常重视计算光刻人才的培养。自2004年计算光刻R&D中心在中国成立以来，R&D中心已成为ASML在亚洲最大的专业软件R&D基地，主导并参与公司全球先进计算光刻产品的研发。经过20年的发展，ASML培养的计算光刻专业人才已经成为其在中国业务长期稳定发展的重要基石。
第四，联合上下游，突破生态壁垒。计算光刻作为制造业EDA的一种，具有很强的生态屏障。仅靠一家EDA公司无法解决所有问题，需要打通上下游的关键环节，与芯片厂商合作建立生态，解决实际应用问题。
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流程演进存在瓶颈，新技术的产生更容易引起业界的关注。在芯片制造的硬件和设备成本居高不下的情况下，软件将成为工艺进步的新突破口。计算光刻作为推动芯片制造发展的“新赛道”，必将引起国内业界的极大关注。"