光刻机制造芯片需要授权吗（制造芯片一定要光刻机吗）

2022-12-03 3:53:08 基金 xialuotejs

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芯片到底是如何被制造出来的？

一枚小小的芯片中却拥有20亿个晶体管结构，内部就像是放大了的超级城市一般，其复杂程度难以想象。这样精巧的结构设计是如何被制造出来的呢？

芯片制造最基础的材料竟然是我们常见到的砂子，它的主要成份是二氧化硅，在极高的温度下的还原反应从氧化物之中提炼出高纯度的硅晶体，再制作成硅锭，继而把硅锭切成薄如蝉翼的圆形硅片，被称之为硅晶圆。

首先要对硅晶圆进行光刻，然后在上面涂抹上一层特殊的胶水，再把设计好的拥有几十亿个电路元件的芯片图纸制作成掩模版，所谓掩模版就是一种特殊投影成像的底片，这当中有芯片设计之初的图纸，下面就要将其印制到硅晶圆上了。性能越强劲的芯片需要在越小的晶片上放置更多的电子元件，这也对投射的分辨率有更高的要求，这就如同要刻画出更精密的图纸就要拥有更加小的一支笔才能完成这项任务，投影光源的波长越短，它投射出的画面精细度就越高，这就要求光刻机的光源波长要越短。从紫外线到深紫外线，再到极紫外线，当前只有最先进的极紫外线光刻机才能制造出7纳米和5纳米的芯片。

利用极紫外光将芯片设计图纸投影到硅晶圆的光刻胶模上，此时会发生光化学反应，凡被光所照射的地方便可溶于水，再通过显影清洗后，就形成了光刻电路纹理，在用特制的化学药水进行蚀刻，从而得到各种纵横交织的电路凹槽，再将其中注入相应的杂质粒子，在高温条件下扩散，直到导电性能满足设计的需求，再把之前的一系列流程重复几十次，让晶片具有更复杂的三维构造，最后再通过金属镀膜技术将各层之间的元件相互联通。

整个芯片制造的过程要用到大量精细的光学技术，材料技术和精密的加工技术，其中任何一项技术都是缺一不可的。这里极高精度的光刻机是整个芯片生产过程中的重中之重。当前世界上最为先进的极紫外光刻机为荷兰的ASML公司所制造，拥有超大功率的激光器所发射的脉冲激光可产生极端波长的紫外线，脉冲激光击中极小的液态锡时，瞬间可以将其变成高温等离子电浆，此时可激发出光刻机所需要的极紫外光，再经过一些列的反射镜面送入光刻机的投影镜头，对硅晶圆进行光刻。

光刻机重达200吨，是目前世界上最精密的机器之一，单台售价就高达1.5亿美元。曾今中国的某公司就向荷兰ASML公司预定了一台极紫外光刻机，但至今也没有成功交付，这其中包括需要通过美国授权的专利技术，光刻机的激光光源系统就是其中之一。

芯片制造业属于资本密集形和高度技术密集形产业，且研发周期漫长，在这条道路上我们还需要不断的探索，但总有一天我们会成功的。华为总裁任正非曾说：“我们的芯片要赶超苹果公司的还需要至少50年的时间。”在面对日新月异的科技发展与技术封锁面前，我们无所畏惧，勇往直前！

光刻机制造芯片需要授权吗（制造芯片一定要光刻机吗）第1张

是否可以向研发导弹一样研发手芯片生产光刻机？

当然可以的。

不过研制出来的光刻机肯定不是世界上最先进的水平。

虽然中国的核武器、导弹、卫星在世界上名列前茅，但是技术上距离美俄法还有差距。就像苏联的米格-25，性能上可以与美国的SR-71媲美，但是技术水平有差距。

结果就是外国小于10纳米的导线宽度，中国可能是几十、一百纳米的导线宽度。这样芯片的集成度就大幅度降低。别人一个芯片解决的问题，中国要几个芯片才能解决。

对电冰箱、洗衣机、电饭煲没有什么影响，但是对手机来说影响就大了。芯片多了，耗电量就大，手机就会很厚，电池要很大。

苏联的飞机导弹比美国的大，原因之一就是机械设备、电子设备比美国的大、重。

苏联的核动力导弹巡洋舰排水量2万多吨，美国的一万吨。苏联的图-160轰炸机比美国的B-1大，苏-27比美国的F-15大。中国的歼-20比美国的F-22大。

不可以，但是可以借鉴

有相同性，独立自主，走自己的路；又有不同性，芯片和光刻机不是从头做，其中含有许多专利技术，使用许多特别材料，这此材料也使用了许多专利技术，没授权使用这些技术也是违法的，所以中国从头搞一套难度很大，同时从现在7纳米，到22年3纳米制成，进步又很快，跟上世界的步伐是困难和需要多年攻关和积累。

技术各不相同，所以不能将研发导弹的思路用在延发手机芯片和生产高端光刻机机上面。

中科院首创2纳米芯片关键技术，还需要依赖光刻机吗？

不需要了，中国科学院也收到了好消息，当世界处于7纳米研发阶段时，中国科学家开发了一种全新的垂直纳米级环形栅极晶体管，它也被认为是下一代2纳米级芯片的关键技术候选。这一研究成果也已在国际微电子器件领域的顶级期刊上发表，并成功获得专利授权，目前，我们在芯片研发方面一直处于世界顶级水平。

有了这一成果，它将大大改善我们在芯片领域的不足，这是一项独特的技术。值得一提的是，台积电也突破了 3 个纳米级环形栅极晶体管，这也意味着中国在芯片领域的制造即将进入一个全新的时代。2NM芯片的制造和生产有望在 2024年投入使用，这可能是中国高科技领域的又一个里程碑，我们将在半导体领域逐渐赶上并超越，不再到处被人操纵。

没有这个关键设备，中芯国际将在制造 7nm芯片的过程中遇到很大的障碍。我们还有机会赶上它吗，然而，据中芯国际称，国内第一条 14 纳米生产线已在上海正式投入使用，并实现了批量生产。下一代 12 纳米芯片技术也将实现，一旦实现能耗，将比 14 纳米降低 20%，性能将提高 10%。

目前，荷兰光刻机已经正常提供给我们，毫无疑问，这是一个明智的选择，这将是双方的双赢局面。我们在这一领域的投资也超过了 1.5万亿，所以我们渴望拥有这样一台高精度的光刻机，这种光刻机有什么困难，最重要的是我们的技术还不够成熟。

关于以上的问题今天就讲解到这里，如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法，可以在下面的评论区分享你们个人看法，喜欢我的话可以关注一下，最后祝你们事事顺心。

中芯国际代工华为芯片，为什么要美国授权？

这是因为中芯国际在制程工艺的设备跟材料上面，根本离不开美国企业的供应。都知道国际上面最顶级的光刻机是荷兰asml公司出品的，但是asml的光刻机在零部件上面，绝大多数都是需要美国的企业进行供应，而且有着极强的不可替代性，所以这才需要美国的授权。

在当时的时候，美国还没有全面制裁中芯。所以中芯国际可以用美国不超过5%的技术，进行生产制造。也正是因为梁孟松加入之后开始进行去美化发展，所以中芯国际才可以在短时间内，用占比不到5%的美国技术，给华为生产出中低端的手机芯片。

2020年年底，中芯国际被美国正式列入实体清单。从此刻开始，中芯国际在生产制造芯片的时候，不可以用任何的美国技术。哪怕是制造设备和材料，只要涉及到美国供应，中芯国际不可以进行采购，除非可以获得美国商务部的进出口许可，否则一切免谈。

这一下子可以说是直接堵死了中芯国际的发展路线，本来中芯国际是很有可能在近几年测试7nm工艺的，但是美国的商务部条令，直接把中芯国际先进制程工艺的设备材料在进出口上面完全封锁，国内产业链这边一时半会儿找不到相应的替代品，所以在芯片制造上面，中芯国际已经无法给华为代工生产麒麟芯片了。这也造成了华为的低端麒麟芯片也无法实现量产，导致华为有优秀的芯片设计能力，却被美国卡脖子。

不过现在美国正在用先进技术对其他国家进行打压，这种霸权主义的影响是非常恶劣的，多行不义必自毙。一旦我们突破了芯片制造的难关，那么我们的芯片将会惊艳全球，拭目以待。