光刻机造出来了吗（光刻机造出来了吗知乎）

光刻机为什么中国做不出来

总结下来，主要有以下几点：

1、技术上壁垒高。

ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言：高端的EUV光刻机永远不可能（被中国）模仿。

“因为我们是系统集成商，我们将数百家公司的技术整合在一起，为客户服务。这种机器有80000个零件，其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例，为我们生产镜头，各种反光镜和其他光学部件，世界上没有一家公司能模仿他们。此外，我们的机器完全装有传感器，一旦检测到有异常情况发生，Veldhoven总部就会响起警报。”

2、长周期投入。

光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道，前期的投入很高收益很慢，有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上，有时候全年负增长也是常态。

据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露：“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”，而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。

3、更换供应商成本太高。

买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外（EUV）光刻机每台售价达到1.2亿美元，重达180吨，零件超过10万个，运输时能装满40个集装箱，安装调试时间超过一年。除此之外，磨合与提高良率都需要时间堆砌，只要没有大的技术变革，厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。

台积电（占据全球晶圆代工的大半壁江山）、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户，其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东，三大巨头转投其他家的可能不大。

光刻机之所以重要，在于它是实现摩尔定律的基础：

摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼，如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管，这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。

EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性，目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机，客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。

ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备，大概一半供给了台积电。

为什么光刻机造不出来，光盘刻录机也是进口的呢？

光刻机的制造，是集合了很多门类科学顶尖技术的产物，包括光学、精密仪器、数学、机械自动化、流体力学等等。

1、技术难点一：光源。

如果把光想象成一把刻刀，那它的光波长越短，这把刀就会越锋利。7纳米的芯片意味着，在每个元器件之间，只允许有几纳米的间距，相当于头发丝的万分之一粗细。

要制造这样的光源，必须使用一种特殊的极紫外光。这种光源，很难制造。直到2015年的时候，ASML才研制出一台极紫外光刻机。

目前为止，也只有阿斯麦一家公司，能够生产极紫外光刻机。

2、技术难点二：光学镜头。

主要作用是调整光路和聚焦的。其中，高精密的光学镜头是光刻机的关键核心部件之一。

3、技术难点三：是曝光台的对准技术。

芯片的曝光不能像照相那样，一次就能完成，必须要换不同的掩膜，多次进行曝光才行。而掩膜和硅晶圆之间的每次对准，都必须控制在纳米级别才行。

当曝光完一个区域后，放置硅晶圆的曝光台，必须马上快速移动，因为要接着曝光下一个区域。

而要在快速移动中，实现纳米级的对准，其难度是相当大的。

4、实际上，除了光源、镜头和曝光台对准这三个关键技术之外，还有很多的保障性技术难题。

比如说，超洁净的厂房、防止抖动的装置等等。

光刻机是“半导体工业皇冠上的明珠”，想要制造这样一台先进的光刻机，其实就是在挑战整个人类工业技术的极限。而且实际情况要复杂的多。

中国光刻机

中国光刻机历程

1964年中国科学院研制出65型接触式光刻机；1970年代，中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩膜工艺；清华大学研制第四代分部式投影光刻机，并在1980年获得成功，光刻精度达到3微米，接近国际主流水平。而那时，光刻机巨头ASML还没诞生。

然而，中国在1980年代放弃电子工业，导致20年技术积累全部付诸东流。1994年武汉无线电元件三厂破产改制，卖副食品去了。

1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。

1970年代，中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。

1972年，武汉无线电元件三厂编写《光刻掩模版的制造》。

1977年，我国最早的光刻机GK-3型半自动光刻机诞生，这是一台接触式光刻机。

1978年，1445所在GK-3的基础上开发了GK-4，但还是没有摆脱接触式光刻机。

1980年，清华大学研制第四代分步式投影光刻机获得成功，光刻精度达到3微米，接近国际主流水平。

1981年，中国科学院半导体所研制成功JK-1型半自动接近式光刻机。

1982年，科学院109厂的KHA-75-1光刻机，这些光刻机在当时的水平均不低，最保守估计跟当时最先进的canon相比最多也就不到4年。

1985年，机电部45所研制出了分步光刻机样机，通过电子部技术鉴定，认为达到美国4800DSW的水平。这应当是中国第一台分步投影式光刻机，中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。

但是很可惜，光刻机研发至此为止，中国开始大规模引进外资，有了＂造不如买”科技无国界的思想。光刻技术和产业化，停滞不前。放弃电子工业的自主攻关，诸如光刻机等科技计划被迫取消。

九十年代以来，光刻光源已被卡在193纳米无法进步长达20年，这个技术非常关键，这直接导致ASML如此强势的关键。直到二十一世纪，中国才刚刚开始启动193纳米ArF光刻机项目，足足落后ASML20多年。

中国现在能生产高端的光刻机 吗？

我国能生产光刻机。只是在技术水平上与国外最先进的有差距。

不过我们一直没放弃努力，现在已经有望缩小差距了。再坚持一下，黎明前的黑暗就会过去。

光刻机是芯片生产的关键设备之一。

芯片生产，需要用到几个最关键的设备：分别是光刻机、刻蚀机、清洗机、等离子注入机。我们都能生产。刻蚀机已经达到世界最顶尖水平。清洗设备和等离子注入也堪用。现在差的就是高精度的光刻机。

光刻机有什么用呢？下面通俗说一下光刻机在芯片生产中的作用。

下面把芯片生产比喻成木匠雕花，可以方便普通人理解。（二者主要是精度差别，材质差别。木匠雕花精度到毫米即可，芯片要到纳米。木匠用木头雕刻，芯片用硅的晶圆雕刻）



芯片生产：

第一步：设计。芯片设计公司进行设计，最后出图。这就像木匠雕花，先由设计师画图。

第二步：备料。芯片的主料是圆晶，就是硅，当然还要用些辅助材料。木匠买来木料等。

第三步：放样。这时要用到光刻机了。要用光刻机把设计好的图纸画到圆晶上。这里要求精度必须和设计精度匹配。如果这一步做不了，后面就只能干瞪眼了。木匠也要放样，根据图纸，在木料上把要雕刻的图样描画好。。

第四步：施工。这时刻蚀机上场。有等离子刻蚀或者化学刻蚀可选。刻蚀时按图施工。这就好比木匠师傅按画好的图案雕刻，使用凿子，刻刀是一样的。施工中要注意保持环境卫生。

第五步：清洗。其实是和施工混合在一起的，边施工边清洗。这就好比木匠雕刻时用毛刷，或者用嘴巴吹木屑。只是芯片要求的清洗超级严格。

第四、第五步要重复多次，具体情况视加工芯片的复杂情况而定。

第六步：封装。施工完毕后要保持住施工成果，隔绝一切可能的伤害，芯片封装要求也很高，要用到离子注入等设备。木匠这环节简单。施工完毕后，现场都清理干净了，弄点清漆把作品保护好。

如果不能用高精度的光刻机放样，是生产不出来高水平的芯片的。光刻机在制造流程中要使用多次，包括最后的封装环节也要用。

下面说说光刻机的市场状况：

现在高等级的光刻机世界上有美国、荷兰、日本三个国家5个公司能生产。分别是荷兰的ASML、日本的Nikon、日本的cannon、美国的ultratech以及我国的上海微电子（SMEE）。

这五家里面，荷兰的ASML一家独大，完全垄断了高精度光刻机。

目前还在追赶的，只有中国，其他几家都放弃了。因为难度太大。

目前ASML的技术是10nm，马上是7nm。

上海微电子的技术是90nm。

我们能买到的最新设备的技术是中芯国际即将投产的生产线1



好消息是2017年，长春光机所承担的国家科技重大专项项目“极紫外光刻关键技术研究”顺利通过验收，这标志着国产22-32 nm设备就要出来了。我们离ASML又近了一步。

光刻机到底有多难制造？可能比原子弹还稀有，全世界仅两国掌握

我们都知道，自从华为在5G技术上占得了先机，美国就一直采取各种措施限制和针对华为，甚至直接采取干扰措施。此前，华为消费者业务CE0余承东表示，因为美国对华为实施的芯片制裁已经开始生效，作为华为芯片供应商的台积电，在此后将会终止与华为的合作，华为手机使用的高端芯片在失去供应商以后，过不了多久，华为手机就会出现无芯片可用的情况。

此消息一出，大家一方面因为美国的制裁感到愤怒，另一方面，则是非常惊讶，同时还感到了无法理解，现在的 科技 水平已经这么高了，华为更是国内的优秀企业，为什么芯片还得靠别人，而自己却没有能力造呢？很遗憾，但是事实就是如此，高端芯片，不但华为现在还造不出来，国内也很少有企业的制造水平能达到这种地步，最关键的原因就是，我国在半导体领域的技术还不够高，还没有达到那个高度，所以没有条件建造出精度更高光刻机，而如果没有光刻机的话，就完全没有办法造出符合条件的高端芯片。

其实理由也很简单，就一条，因为关键技术太难掌握造不出来，之前有过这么一句话，是评价光刻机的，他说，以我国目前的技术水平来说，我们造的出各种新式导弹，但是却造不出光刻机，所以说，光刻机的稀有程度比原子弹都高。这样的评价可以说是相当中肯的，现在世界上，有9个国家已经可以自行建造原子弹了，而且原子弹的数量还不少，可是完全掌握了高精度光刻机技术的，现在也就只有两个国家，日本和荷兰，差距非常明显。

所以，光刻机的技术难点到底在哪里呢？其中一个关键原因是，要想完成光刻机制造，这个国家的科学水平一定要非常高，而且底蕴深厚，积累足，不仅如此，想完成光刻机的建造，光靠自己是不可能的，其中要用到的很多东西，都必须从国外买。还有一个原因，研发时耗费的资金会非常多，可以说是天文数字。对于中国而言，钱都不是阻碍我们发展光刻机的原因，可是因为中国发展时间不足，所以对该行业不是很了解，熟悉程度也低，别说建造了，研制的时候究竟该从哪里开始，我们刚开始都是一头雾水。想要成功破解光刻机难度是非常大的，在中国看来，难度更是上升了一个档次，让我们在这个方面寸步难行的原因，除开客观条件的影响，还有一道壁垒横在我们面前，那就是西方国家依然还在对中国实行技术封锁，我们当初本来想从国外先引进光刻机，然后再自己进行研制的，所以就和荷兰商议了相关的细节，双方都已经决定交易了，可是美国横插一脚，百般阻拦，荷兰也没有勇气得罪美国，因为美国的再三施压，和中国的光刻机贸易计划只能一拖再拖。

这件事情发生于数十年以前，到了今天，在努力这么久以后，我国对于光刻机的研究又进行到了什么程度呢？根据官方给出的数据我们可以看出，现在来说，数据还不是特别理想，因为我们拥有的光刻机，它的制程是90纳米，而依然处于研制阶段的光刻机，制程缩短到了28纳米的样子，看样子的确是进步颗很多，但是需要注意的是，荷兰的光刻机制程可以达到5纳米至7纳米，我们可以非常直观的感受到，和真正意义上的高精度光刻机相比，我国在这方面还有很长的路要走，所以，华为现在完全没有办法自行制造华为手机需要的高端芯片，用华为的麒麟1020芯片为例，它的制程为最小的5纳米，国内的技术水平完全赶不上。

其实关于这件事情，我们只需要牢记一点就行，那就是，光刻机具有非常关键的意义，如果能拥有它，就代表着我国的科学技术水平又有了新突破，美国的芯片制裁带来的严重危机也在警醒着所有中国人，要是再关键的高新领域发展不起来的话，就相当于把命脉交到了别人手上，别人随时都可以在这方面拿捏你，这样的情况，会让中国在未来陷入困境。如果想彻底不再受制于人，中国必须在这些高新领域继续发展，继续保持全速前进的状态，加大马力，争取在短时间内提高自己的水平

中国能造光刻机吗?

以我国现在的实力当然有能力生产光刻机。在很早以前，中国上海微电子SMEE就已经生产了SSB500/10A型号的光刻机产品，并且已经交付使用，不过，目前中国能够量产的光刻机性能最好的是90nm光刻机，和荷兰ASML公司最先进的5nm光刻机仍有着巨大的差异，然而制造先进光刻机技术的封锁，那我们还无法学到难道更为先进的光刻机技术，以致于现在国内所需要的高端光刻机也只能依赖进口。

现在，在高端光刻机领域荷兰ASML一直霸占了龙头老大的位置，他们生产的光刻机占据了市场份额的80%左右，可以说近乎垄断了高端光科技的市场，目前在世界上最先进的EUV光刻机也只有ASML能够生产，而这种光刻机的售价高达1亿美元一台，无论是Intel还是台积电所需要的14nm光刻机，都需要从他们这里购买。