苏联半导体遗产：Planar的光刻机与光罩制造

美国在半导体工业发展史上留下了诸多传奇，贝尔实验室的晶体管、摩尔定律的创造者戈登摩尔、以及英特尔的Tick Tack模式。相比之下，苏联在冷战期间的电子管科技成就相对默默无闻，最终被大规模集成电路所超越。然而，苏联在半导体领域仍有一颗火种在燃烧。

2025年，俄罗斯推出了其首台350nm光刻机，由俄罗斯的ZNTC与白俄罗斯的Planar联合研发。于是，Planar成为我们故事的主角！

KB-TEM的Planar

在中国，Planar更常被称为KB-TEM，相比之下，Planar这个本名显得较为陌生和疏远。

Planar隶属于白俄罗斯的“KB-TEM”设计局（全称“设计局-技术设备与材料”，Konstruktorskoe Buro - Tekhnicheskoe Oborudovanie i Materialy），成立于1963年，是苏联电子工业体系的重要部分。公司专注于光刻设备、半导体制造技术及精密仪器的研发，服务于苏联的军事和民用微电子产业，奠定了其在光刻和微纳加工领域的技术基础。

苏联解体后，白俄罗斯独立，Planar经历了所有制调整，但仍保持国有主导地位。公司依托苏联时期的技术遗产，逐步转向市场化运营，扩展产品线至光刻机和半导体封装设备等，并开始寻求国际合作。其技术在接触式/接近式光刻机领域具有竞争力，成为独联体国家半导体产业链的关键供应商。

Planar的核心优势在于低成本、高可靠性的半导体制造设备，适用于教育、科研及中小规模生产。其设备被广泛应用于俄罗斯、白俄罗斯的科研院所，并与中国、印度等新兴市场建立合作。例如，部分中国高校和微电子企业曾引进Planar的光刻机用于研发。

作为苏联计划经济的产物，白俄罗斯作为苏联半导体制造技术的继承者，使Planar在光刻技术领域积累丰厚。尽管与ASML和尼康等市场化先锋相比逊色许多，同时代的美国GCA和Perkin Elmer早已消失在了历史长河之中。

苏联光刻机往事

由于技术路线的不同，苏联在半导体技术上的发展大大落后于同期的西方甚至同为社会主义阵营的东德。中国早期的半导体技术也源自于东德：上世纪50年代，东德援建中国第一座电子管厂——北京电子管厂，这也是今天北京京东方的前身。

苏联在上世纪50年代末开始筹备建设自己的微电子工业，直到60年代中期才诞生了本土化的接触式光刻机，但许多光学部件还需依靠东德蔡司。上世纪70年代，苏联第一次激发准分子激光，为后来的步进式光刻机的光源技术发展奠定了基础。1978年苏联在泽列诺格勒科学中心启动同步辐射加速器研发（后并入库尔恰托夫研究所），用于探索极紫外（EUV）光刻光源。至今同步辐射与自由电子EUV依旧是业界所研究发展的高功率相干EUV光源技术路线。1987年列别捷夫物理研究所公布全球领先的EUV光刻研究成果，早于美国贝尔实验(1988年报道)。至80年代末，苏联科学院微结构物理研究所开发出EUV光刻所需的多层镜制造技术，该技术后来也被ASML采用。

白俄罗斯在苏联光刻机发展乃至整个微电子工业的影响也举足轻重。在苏联时期，Planar便是东欧最大的半导体设备制造商之一，长期负责光刻机精密工件台与高精度位移传感器的开发与生产。白俄罗斯科学院及其下属研究所参与光刻机所需光学元件的镀膜工艺与干涉测量系统的开发。这些机构与莫斯科的泽列诺格勒科学城（苏联“硅谷”）形成了“理论—工程—制造”的完整链条。

苏联解体后，光刻机产业则主要留在了白俄罗斯。除了Planar之外，也有Peleng这样精通精密光学设计和制造的企业。值得一提的是，Peleng似乎也以苏式“技术复古”的形式与ASML合作。

光刻博物馆：从接触式到直写光刻

光学投影光刻机的技术经历了接触式、接近式、扫描式和步进式等阶段。目前步进扫描式已成为主流。然而，Planar的光刻机并未进入这一时代。

接近/接触式光刻机是光学投影光刻机的鼻祖。尽管在苏联刚解体的90年代，这种设备的性能已无法满足大规模集成电路生产制造的需求，但在研究院所的科研开发、MEMS制造以及封装厂中仍被使用。

目前步进式光刻机也已经无法满足超大规模集成电路制造的需求。这些设备的配置停留在以氙汞灯为光源的技术水平。

Planar的另一大法宝是激光直写光刻机，无需光罩，可直接根据gds设计文件输出图形。此类设备广泛应用于科研和小批量芯片的生产。

多面手：转战光罩制造

作为光刻技术的重要一环，光罩的生产极具挑战。Planar的光罩产品线配置极具特色，与日本的V-Technology相似。

两者都使用飞秒激光对光罩上的缺陷结构进行物理烧蚀以实现去除多余结构的目的。两者也都发展出以激光束为能量源进行化学气相沉积(LCVD)的图形补缺手段。

尽管与离子束和电子束缺陷修复相比分辨率劣势明显，但激光修复的最大优势是可以实现大面积快速修复。

总之，作为白俄罗斯乃至苏联时代半导体工业最后的骄傲，Planar从未停下自己的脚步。然而，当半导体制造与地缘政治深度交织在一起的当下，Planar面临着激烈的竞争。