当今世界离不开信息产业，信息产业离不开半导体集成电路芯片制造技术，即微电子技术。集成电路芯片制造工艺中最关键的就是光刻技术。光刻技术开始于1958年美国德克萨斯公司试制的世界上第一块平面集成电路，在短短的60年中，光刻分辨率极限一次又一次被突破，创造了人间奇迹。作为微电子技术工艺基础的光刻技术与微/纳米加工技术是人类迄今为止所能达到的精度最高的加工技术。光刻加工尺寸从百微米到10 nm，加工手段从钢板尺手术刀照相机到电子束光刻，光源波长从光学曝光到极紫外曝光。集成度提高了约百亿倍，特征尺寸线宽缩小到原来的约1/10000。随着纳米集成电路迅猛发展，光刻技术也从等效摩尔时代进入后摩尔时代。

光刻机是集成电路制造的核心装备，光刻分辨率是光刻机的重要性能指标。作为提高光刻机分辨率的重要手段，分辨率增强技术可以推动芯片向更高集成度发展。光源掩模联合优化（SMO）通过同时优化光源和掩模图形提高光刻分辨率，是28 nm及以下技术节点必不可少的分辨率增强技术之一。光源与掩模的准确表征是SMO技术的基础，高效的优化算法是对光源和掩模进行优化的核心手段。SMO技术应用于全芯片的前提是进行关键图形筛选。本文回顾了SMO技术的发展历史，并结合本团队对SMO技术的研究，介绍了关键图形筛选方法、光源与掩模表征方法和优化算法的基本原理和国内外的研究进展。

计算光刻是极大规模集成电路（IC）制造的核心技术之一。随着IC节点的不断下移，对于工艺的要求越来越严苛。计算光刻技术对推进光刻工艺进步做出了巨大贡献。然而，尽管计算机技术的发展为计算光刻技术的进步提供了有力的支持，但是计算光刻速度和精度之间互制的难题，考虑光刻系统、掩模、工艺误差情况下的计算光刻研究，仍需要学术团队与工业研发团队协同攻关。在简单回顾计算光刻的重要里程碑节点的基础上，重点概述作者团队在“先进计算光刻：快速、高稳定计算光刻”的研究进展，包括矢量计算光刻、快速计算光刻和多目标-高稳定矢量计算光刻。最后，对未来计算光刻技术的发展做出了展望，并期望本文能对我国集成电路领域的研发人员和工程师有所帮助。

光刻是将集成电路器件的结构图形从掩模转移到硅片或其他半导体基片表面上的工艺过程，是实现高端芯片量产的关键技术。在摩尔定律的推动下，光刻技术跨越了90~7 nm及以下的多个工艺节点，逐步逼近其分辨率的物理极限。同时，光刻系统的衍射受限特性，以及各类系统像差、误差和工艺偏差，都会严重影响光刻成像精度。此时，必须采用计算光刻技术来提高光刻成像分辨率和图形保真度。计算光刻是涉及光学、半导体技术、计算科学、图像与信号处理、材料科学、信息学等多个专业的交叉研究领域。它以光学成像和工艺建模为基础，采用数学方法对光刻成像过程进行全链路的仿真与优化，实现成像误差的高精度补偿，能够有效提升工艺窗口和芯片制造良率，降低光刻工艺的研发周期与成本，目前已成为高端芯片制程的核心环节之一。本文首先简单介绍了计算光刻的前身，即传统的分辨率增强技术，在此基础上介绍了计算光刻的基本原理、模型和算法。之后对光学邻近效应校正、光源优化和光源掩模联合优化三种常用的计算光刻技术进行了综述，总结了相关的研究进展、成果和应用。最后，阐述了计算光刻当前所面临的需求与挑战，并讨论了最新技术进展和未来发展方向。