光刻機與刻蝕設備、薄膜沉積設備、離子注入設備合稱晶片製造的「四大金剛」，但在半導體設備市場，這些關鍵設備長期被國外壟斷，成為卡脖子技術。
荷蘭ASML是光刻機領域的霸主，全球市場份額佔比接近80%，能實現7nm以下製程的EUV（極紫外光）光刻機市場份額100%；美國應用材料是半導體設備的另一霸主，憑藉其強大的生產線，橫跨沉積設備、離子注入、刻蝕、化學機械拋光（CMP）等多個領域，2018年以前，應用材料長期坐穩半導體設備市場第一供應商的位置。
目前，在整個半導體設備市場中，應用材料、ASML、東京電子三家公司合計市場份額高達60%-90%，鮮有國內設備公司進入海外市場。
國產光刻機
上海微電子（SMEE）是國產光刻機的代表，目前能實現的工藝節點為90nm，據DIGITIMES報導，上海微電子有望在2021年四季度交付第二代深紫外光（DEV）光刻機，該設備可使用28納米工藝生產晶片，並使用國產和日本組件，為國內半導體產業擺脫對美國依賴邁出的重要一步。
上海微電子裝備（集團）股份有限公司成立於2002年，致力於半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的開發、設計、製造、銷售及技術服務，公司設備廣泛應用於集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED等製造領域。
根據科塔學術的資料，上海微電子是集成電路裝備專項（02專項）參與單位之一，「十一五」至今，承擔國家02重大科技任務專項「90nm光刻機樣機研製」、「浸沒光刻機關鍵技術預研」等項目，經過十幾年的原始創新和集成創新，在光刻機核心領域與關鍵技術方面取得了重大突破。
2017年10月，上海微電子承擔的02重大科技專項「90nm光刻機樣機研製」任務通過了專家組現場測試，2018年3月，90nm光刻機項目通過正式驗收。
「十三五」期間，上海微電子裝備正在承擔國家科技重大專項的標誌性項目「28nm節點浸沒式分布重複投影光刻機研發成功並實現產業化」等。
也就是說，上海微電子的28nm光刻機項目，早在5年前就已經定為研發目標，明年交付是在計劃之內，但過程並非順利，今年7月，華為在國內挖光刻機方面的人才，據網際網路信息博主「歐陽秋葉」的爆料，上海微電子的老總跑到上海市政府領導那裡去投訴了，因為華為「挖牆腳」搞得他們家02專項的任務都完成不了。
到如今，28nm國產光刻機的消息傳來，成功背後所遇到的困難，外界鮮有人知。
28nm水準如何？
28nm的工藝到底屬於什麼樣的水平呢？目前上海微電子最高端機型為SSA600/20為沉浸式深紫外光微影機，配備波長193nm氟化氬（ArF）光源，後續機型將繼續使用氟化氬光源，但能製造28nm工藝的晶片，且能用於40nm、55nm和65nm工藝。
首先是光源，英特爾與臺積電在2004年就開始使用沉浸式深紫外光（DUV）微影技術；製程工藝方面，臺積電在2011年開始採用28nm工藝技術，2013年iPhone 5S的A7晶片是採用28nm工藝，因此上海微電子的28nm光刻機難稱得上是尖端裝備。
11月底，ASML與比利時半導體研究機構IMEC共同完成了1nm光刻機的設計工作，按照計劃，預計相應的曝光設備全線準備好之後，會在2022年實現商業化，從製程工藝來說，若明年上海微電子實現量產並商業化，光刻技術與國外差距約為10年，技術代差為7-8代。
成熟工藝仍被廣泛應用
28nm及以上工藝被稱為成熟工藝，雖然被各大晶圓廠採用多年，但仍被廣泛應用，電視、汽車、物聯網所使用的晶片大多來自成熟工藝製程。
根據研究機構IC Insights發布的《2020-2024年全球晶圓產能》報告，到2024年，半導體製程格局將出現10nm以下，10-20nm，40nm以上工藝三分天下的格局，各自市場佔有率約為1/3，而28nm以上的成熟工藝在未來四年的市場份額沒有明顯變化，仍然有很大的市場。
最近，拓撲產業研究院發布了第四季度全球前十大晶圓代工廠的營收和排名預測，原本排名第四的聯電超過了常年排在第三位的格芯，進入行業前三甲，要說工藝的先進程度，聯電早在2018年就已經對外宣布不再對10nm及更先進位程進行研發投入，退出了先進位程的角逐，最先進的製程為14nm。
但自2018年之後，聯電將戰略重點放在28nm及以上的製程上，努力提高投資回報率。今年聯電成功拿下高通、英偉達的成熟製程訂單，外加德州儀器、意法半導體擴大訂單是聯電的逆襲主要原因，也證明了成熟製程仍然擁有廣闊的市場。
晶片國產替代進程
回到晶片國產替代進程，不難發現，國產替代絕非某一個方面突破了就整體突破了，而是整體進步一步才算向前進步一步。
整個晶片產業鏈中，華為海思能設計出5nm工藝的晶片；在晶片製造端，中芯國際14nm工藝已經量產；半導體設備方面，中微公司自主研發的5nm等離子體刻蝕機經過臺積電驗證，被用到全球首條5nm製程生產線上；中電科在離子注入機、化學機械拋光（CMP）等關鍵核心技術也取得了突破.但這都不能代表國產晶片的真實水平。
一隻木桶能盛多少水，並不取決於最長的那塊木板，而是取決於最短的那塊木板。國產光刻機、光刻膠、沉積設備、大矽片等設備和材料，依然落後很多，拉低了整體水平；當然，沒有哪個國家能面面俱到，也不太可能完全與國外技術脫鉤，一點不剩，這更多是一種極限思維，實際能做到你中有我，我中有你，互有底牌就已經很不錯了。
沒有一夜突破的神話
28nm光刻機至少在5年前就有規劃，出成果至少是5年的技術積累。
另外，我們看到現在A股中，已經實現盈利的、在業內站穩腳跟的半導體上市公司，幾乎有一個明顯的規律，中芯國際、中微公司、上海微電子、芯源微、北方華創等大多在2000年前後成立，因為2000年我國出臺《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干意見》（即18號文件），在當時最大限度地對半導體產業進行扶持，之後才有了2000-2005年半導體產業的快速發展，這些公司正是延續下來的。
但美國將國內晶片廠商的退稅優惠，對進口晶片加徵關稅的舉措上訴至WTO，最終導致自2006年4月1日起，停止18號文件中有關增值稅退稅條款，之後國內晶片產業在外圍衝擊之下，發展漸緩。
今年8月，升級版18號文件《新時期促進集成電路產業和軟體產業高質量發展的若干政策》正式印發，從財稅、融資、人才、智慧財產權、國際合作等八個方面鼓勵集成電路和軟體產業的發展，結合新的五年規劃，相信國內半導體產業將進入新的發展快車道，加速實現國產替代，加速中國半導體公司走向海外，提升全球競爭力。