中国光刻机未来发展趋势分析（中国光刻机未来发展趋势分析报告）

芯片制造专用的前道国产光刻机现在进展情况如何了？是不是连28NM都没有突破？

最近半导体领域之中传来了两个好消息，首先就是华为旗下的哈勃投资了北京科益虹源光电技术公司，并且成为了这家企业的第七大股东。北京科益虹源主营业务是光源系统，而光源系统就是制造光刻机的核心技术之一。同时，北京科益虹源也是全球第三家193纳米ARF准备分子激光器企业。

第二个好消息是，国产光刻机巨头上海微电子目前已经表示，新一代的光刻机会在今年年底或者是明年年初实现量产，而在光源系统之中，采用了与阿斯麦DUV光刻机一样的光源技术，波长突破了193纳米。这就意味着国产代工企业将在今年或者是明年年底就能够实现7纳米工艺的代工水平，并且是在没有阿斯麦光刻机的情况之下。

可以说光刻机领域之中接连传来这两个好消息，对于我们而言，对于国产芯片未来的发展而言，起到了一定推促的促进作用，毕竟一直以来在光刻机领域之中，荷兰的阿斯麦占据绝对的垄断地位，尤其是在极紫外光刻机领域之中，更是处于绝对垄断的地位。

而国内在芯片上的短板就是因为缺少极紫外光刻机，所以导致中国企业没有办法生产出7纳米以及5纳米这样先进制程工艺的芯片。2018年，中芯国际曾经从阿斯麦买订购过一台euv光刻机，但是说到瓦森纳协定的影响，阿斯麦至今都没有出货这台EUV光刻机

后面中兴以及华为的限制使得国内科技企业自主研发的意识被彻底唤醒，于是在这样的情况之下，所有的国内厂商将希望全部中寄托在了中国光刻机企业身上。为了解决这一难题，华为在第一时间就宣布扎根半导体领域，另外，中科院也宣布入局光刻机，并且将光刻机变成科研清单。

好在伴随着时间的推移，如今一个又一个的好消息传来。关于光刻机的两个好消息传来，意味着中国心再次迎来了春天。而这对于阿斯麦来讲当然不是什么好事情。

北大教授曾经说过这样一句话，如果中国依旧拿不到阿斯麦的光刻机，那么在三年之后，中国就将会掌握这项技术，并且一旦中国掌握了这项技术，那么其生产的产本成本一定比任何一个国家都要便宜。

北大教授的这一番话，可以说对于阿斯麦来讲，更是一个重磅炸弹，失去中国市场的阿斯买强会面临地位的威胁，如今日本的尼康以及佳能正在不断崛起，挑战这阿斯麦所在的地位，如果中国真的掌握了光刻机技术，那么阿斯麦想要在进入国内市场基本上没有可能，更不要提凭借中国市场稳固其地位的梦想了。

光刻机的问题解决了，那么芯片的问题自然也就不是问题了。早在芯片禁令实施之初，张召忠就曾经公开表示，再过三年，美国的芯片将会无人购买，因为到那个时候，中国的芯片将会到处都是。

如今看起来，张召忠果然没有说错，相信过不了多久，我们在芯片领域也一定会迎来一定的突破，中国芯片在未来一定会拥有更好的发展，而对中国企业实行打压的硅谷，在将来也一定会尝到失去中国市场的苦果。

中国光刻机处于什么水平

1.现在国内的光刻机能达到多少纳米的技术？

官网显示，目前最先进的光刻机是600系列，光刻机中最高的生产工艺可以达到90nm。然而，与荷兰ASML公司拥有的EUV掩模对准器相比，它可以通过高达5纳米的工艺制造。而且3nm工艺制作的芯片即将上市。不过根据相关信息，预计中国首款采用28nm工艺的国产浸没式光刻机即将交付。虽然国产光刻机和ASML的EUV光刻机差距还很大，虽然起步晚，但是中国人的不断努力还是会弯道超车的。

第二，国内公司能否自主采购EUV光刻机来解决这种情况？

答案是否定的，要知道华为缺芯是美国的阻碍，国内公司更不可能轻易买到高端光刻机自己制造芯。虽然ASML也是通过采购世界各地的优秀零件来补上最终的光刻机，但是没有任何零件可以避开美国的核心技术，所以美国不会为了控制中国的发展而轻易让中国购买光刻机。

做一个优秀的光刻机，要做很多艰苦的工作，不仅要达到美国光源和德国镜头的高水平，还要有很多精密的仪器。光刻机任重道远！这些精密仪器的背后，也需要更多的人才、研究技术、时间投入和技术积累，也需要大量的资金。我相信中国会克服这个困难，不再受其他国家的限制。

中国光刻机明年可以达到世界较为先进的水平，开始迈入芯片强国吗？

很多人将关注的焦点放在了手机和PC的芯片，忽略了大多数的芯片其实不需要很先进的制程，不是制程先进不好而是成本更加的重要，比如很多IoT芯片，14nm对于多数行业已经够了。高端光刻机所实现更小nm级别的制程，主要应用在对续航和芯片体积有要求的终端上，如手机和平板电脑。芯片的本质芯片的本质就是将大规模的集成电路小型化，并且封装在方寸之间的空间内。英特尔10nm一个单位占面积54*44nm，每平方毫米1.008亿个晶体管。（1nm是一根头发丝直径的10万分之一）

芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先由晶圆作为地基，再层层往上堆叠电路和晶体管，达成所期望的造型（也就是各式各样的芯片）。造一个房子如果没有良好的地基，盖出来的房子就会歪来歪去，不合自己所意，为了做出完美的房子，便需要一个平稳的基板。对芯片制造来说，这个基板就是晶圆。

芯片制造的难点要在方寸之间建造一座城市，这绝对会比米上刻字要难上无数倍，简单的用手操作是完不成这件事的。01晶体管的“栅极”越窄，芯片功耗越低，同时尺寸也就越小，所以芯片界是以栅极的宽带命名芯片的制程。

在电子显微镜下，观察、对比32nm和22nm晶体管

但栅极宽度并不代表一切，栅极之间的距离和内连接间距也是决定性能的关键要素，这两个距离决定了单位面积内晶体管的数量。比如台积电的7nm和英特尔的10nm名义上差一代，实际上半斤八两。英特尔10nm一个单位占面积54*44nm，每平方毫米1.008亿个晶体管；而台积电7nm一个单位占面积57*40nm，每平方毫米1.0123亿个晶体管。两者并没有代差。

挑战nm级别的物理极限，就需要使用光做刻刀的专用工具“光刻机”。光刻机的原理非常简单，它就是一台大型照相机，紫外光把要雕刻的电路板通过凸透镜打在涂抹了光刻胶的硅晶圆上，将电路印在上面。

难度在于光刻机必须要把工程师绘制的电路板精确无误的投到晶圆上，不允许有丝毫误差。一个硅原子的晶胞长度是0.565纳米，7纳米那才几个晶胞那么宽。光刻机的核心部件反射镜，工艺条件极其苛刻，瑕疵竟然是以皮米计算的。光刻机也必须在真空环境中工作，因为即便空气中没有任何灰尘，气体分子本身也会影响紫外光成像。

制作nm级别芯片的光刻机注定是特别复杂和精密的，一台光刻机的配件超越五万的零件，90%的配件来自全世界，美国的光栅，德国的镜头，瑞典的轴承，法国的阀件等等。可以说光刻机是集人类智慧的结晶。02制造芯片，没有设计图，拥有再强的制造能力都没有用。设计工程师的角色是特别重要的，比如：有的人建造的房子外型别扭、采光差、通道不合理，有的人建造的房子外形美光、采光好、通道合理。芯片多由专业芯片设计公司进行规划、设计，像高通、Intel、AMD等公司，都是自己设计芯片。所以芯片设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一个企业的价值。

有了完整规划后，接下来便是画出设计图。有蓝、红、绿、黄等不同颜色，每一种颜色代表着一张光罩，如下图。芯片设计图的复杂程度可想而知。

芯片并不是做小了才能完成电路实现的功能，芯片只是一个小的载体，通过这个载体能够实现更低的功耗、更高的执行效率。可以预见的是，以现有的技术不可能将芯片的制程无限度的缩小，未来一定会有更加先进的芯片制造工艺出现。贸易全球化是经济发展的必然趋势一个人不可能做到无所不知，无所不能，同样一个国家也不可能建设全能的产业链条。比如，中东的石油、俄罗斯的小麦、泰国的香米、美国的农业等。经济的本质是货物的交换和流通，未来社会的发展必然是贸易的全球化，通过整合全人类的智慧和科技产物来促进人类社会的发展。

这就很好解释，为什么我们需要从其他国家去购买光刻机和芯片。因为目前国内的资源和产业结构不足以形成芯片行业的优势，通过进口来解决目前国内的需求是最优选择。这就好比，我们自己也有石油，但是每年还是会从其他国家进口大量的原油的道理是一样的。光刻机和芯片撇开国家层面，仅仅只是从企业的层面或个人的层面来讲。如果光刻机和芯片是你的，你可能会教我怎么造芯片和光刻机吗？这就是典型的教会了徒弟饿死师傅。不会，你只可能将成品买给我。既然光刻机和芯片可以进口，为什么中国还要有plan

B（B计划）？中国是一个物产丰富、产业结构特别完善的国家，并不是没有能力制造供我们自己使用的芯片，实际上在军事、航空、交通、通信等很多领域都使用了我们自己的芯片。既然别人有更好的东西，为什么我们不直接拿来用，拿来学习？

但一味的依赖通过进口的光刻机和芯片，就会造成国内相关行业的退化，同时会造成人才和技术的断层。未来，科学技术将取代人力成为主要的生产力，这是任何一个人都知道的。所以我们要逐渐的形成产、学、研一体化的产业结构，产生自主的核心竞争力，才有可能在未来将要变革的时候，实现弯道超车。

另外，通常我们制定plan

B的时候，是考虑到了plan A的潜在的风险性。同样的，如果其他国家不出口光刻机和芯片给我们了，我们至少还有plan

B。只有这样一个国家的根基才不会动摇。科学技术的发展始终离不开人2011年，当时在任的美国总统奥巴马曾问苹果的乔布斯，怎么才能将苹果的生产线迁回美国，给美国带来更多的就业。乔布斯回答说：“这些工作是不会回来的。我们在中国雇佣了70万工人，背后需要3万名工程师的支持，如果你能教育出这么多工程师，我们就能把工厂迁回美国。”现在，苹果依然把中国作为最重要的生产基地。

综上所述，未来的竞争说到底还是人才的竞争，是数学、物理、化学等基础科学的竞争。显而易见，中国光刻机明年不可能达到世界先进的水平，但谁能说得清楚下一个5年、10年就发生了呢？以上个人浅见，欢迎批评指正。喜欢的可以关注我，谢谢！认同我的看法的请点个赞再走，再次感谢！

国产光刻机真实现状

中国的光刻机现在达到22纳米。在上海微电子技术突破之前，我国国产光刻机还停留在只制造90nm芯片的阶段。这一次中国从90nm突破到22nm，意味着光刻机制造的一些关键核心领域实现了国产化。掌握核心技术的重要性不言而喻。突破关键区域后，高阶光刻机的RD速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁，成功研发22nm光刻机。中国芯逐渐崛起。随着信息社会的快速发展，手机、电脑、电视等电子设备变得越来越“迷你”。从以前的“手机”到现在只有几个硬币厚的时尚手机，从老式的矮胖电视到现在的轻薄液晶电视，无一不离开集成电路的发展，也就是我们通常所说的“芯片”。自从1958年世界上第一块集成电路问世以来，体积越来越小，性能却越来越强。光刻机是半导体芯片制造行业的核心设备。以光刻机为代表的高端半导体设备支撑着集成电路产业的发展，芯片越来越小，集成电路越来越多，可以把终端做得小而精致。2002年，光刻机被列入国家863重大科技攻关计划，由科技部和上海市共同推动成立上海微电子设备有限公司(以下简称“SMEE”)。2008年，国家启动了“02”重大科技项目，持续攻关。经过十余年的研发，我国基本掌握了高端光刻机的集成技术，部分掌握了核心部件的制造技术，成为集光学、机械、电子等多学科前沿技术于一体的“智能制造行业的珠穆朗玛峰”。

1965年我国就有了光刻机，为何现在的发展却大幅度落后？

中国的光刻机之所以会走向落后，是因为经济发展因素、海外企业竞争力过强以及欧美国家对中国进行了技术封锁。

由于华为遭美国封杀之后，华为的芯片供应也出现了很多的问题，由于芯片的制造离不开光刻机，所以光刻机就成为了网友非常关注的东西，只不过令大家没有想到的是，中国曾在光刻机领域达到过世界先进水平。

一、经济发展的原因，导致中国在光刻机领域处于落后地位。

虽然中国当时在光刻机领域拥有着不错的技术水平，但是大部分企业在光刻机领域都无法赚得收入和利润，这导致很多企业逐渐放弃了光刻机的生产和研发，正是由于很多企业不看好光刻机的生产，所以才导致中国在光刻机领域出现了大幅度落后的情况。

二、国外企业的技术优势，使得中国的光刻机处于落后位置。

由于国外企业在光刻机领域，储备了大量的技术专利，这使得国外企业在进行光刻机生产研发时，总能够最大程度降低成本，由于国外生产的光刻机在价格上，远低于中国的国产光刻机，这使得很多芯片生产商都开始选择国外的光刻机，正是由于国外的光刻机生产企业展现出了极强的竞争力，这导致中国的光刻机领域受到了极大的冲击。

三、欧美国家对于中国的技术封锁，使得中国无法提升光刻机的技术。

虽然中国曾在光刻机领域取得了不小的优势，但是如果一直无法和国际接轨的话，那么中国在光刻机领域，也不可能取得太大的进步，再加上欧美国家对中国在光刻机领域进行了强力的技术封锁，这导致中国无法在光刻机领域吸收国外的经验和技术，由于缺少国外技术的帮助，中国在光刻机领域逐渐走向了落后。

光刻机作为高端技术的代表，我国的光刻机发展到什么地步了？

光刻机是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。光刻机可以分钟两种，分别是模板和图样大小一致的contact aligner，曝光时模板紧贴芯片；第二是类似投影机原理的stepper，获得比模板更小的曝光图样。

曝光机在晶圆制作过程中，主要是利用紫外线通过模板去除晶圆表面的保护膜的设备。

一个晶圆可以制作出数十个集成电路，根据模版光刻机分为两种：模版和晶圆大小一样，模版不动。第二种是模版和集成电路大小一样，模版随光刻机聚焦部分移动。其中模版随光刻机移动的方式，模版相对曝光机中心位置不变，始终利用聚焦镜头中心部分能得到更高的精度。目前，这种方式是主流方式。因此，光刻机对于集成电路的生产非常重要。

目前全球能够制造和维护需要高度的光学和电子工业基础技术的厂家，全世界只有少数厂家掌握光刻机技术。例如ASML、尼康、佳能、欧泰克、上海微电子装备、SUSS、ABM，Inc等。因此，光刻机的价格昂贵，通常在3千万到5亿美元。

中国目前做光刻机的主要有上海微电子装备有限公司、中子科技集团公司第四十五研究所国电、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电科技、无锡影速半导体科技。其中，上海微电子装备有限公司已经量产的是90纳米，这是在中国最领先的技术。其国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项“的65nm光刻机研制，目前正在进行整机考核。

对于光刻机技术来说，90纳米是一个技术台阶；45纳米是一个技术台阶；22纳米是一个技术台阶……90 纳米的技术升级到65纳米不难，但是45纳米要比65纳米难多了。

路要一步一步走，中国16个重大专项中的02专项提出光刻机到2020年出22纳米的。目前主流的是45纳米，而32纳米和28纳米的都需要深紫外光刻机上面改进升级。

用于光刻机的固态深紫外光源也在研发，我国的光刻机研发是并行研发的，22纳米光刻机用到的技术也在研发，用在45纳米的升级上面。

。在交期方面，所有客户也都完全一致，从下单到正式交货，均为21个月。