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。

光刻机是极大规模集成电路制造的核心装备，深紫外光刻机是用于先进技术节点芯片制造的主流光刻设备。光刻机的成像质量直接影响光刻机性能指标，是光刻机正常工作的前提。作为提高光刻成像质量的重要手段，计算光刻技术在光刻机软硬件不变的条件下，采用数学模型和软件算法对照明光源、掩模图形和工艺参数等进行优化，使目标图形高保真度地成像到硅片上。光刻成像模型是计算光刻技术的基础，成像模型仿真精度和速度的不断提高支撑了计算光刻技术的发展。结合本团队的研究工作，介绍了光刻成像模型的发展，总结了光学邻近效应修正技术、光源掩模优化技术和逆向光刻技术这三种主要计算光刻技术的研究进展。

计算光刻技术是提高分辨率的重要手段，是连接芯片设计与制造的桥梁。首先，介绍了计算光刻技术的起源即第1代光学邻近效应校正（OPC）技术，基于规则的OPC；随后，以14 nm芯片制造过程为例介绍了现代芯片制造采用的各种计算光刻技术，包括基于模型的第2代OPC技术、光源掩模联合优化技术、二次成像图形拆分技术。最后，介绍了计算光刻的发展趋势，包括反向光刻技术、曲线掩模、人工智能应用及协同优化。综合芯片设计、制造、检测的集成优化将是未来计算光刻发展的主要方向。