世界顶级光刻机能达到几纳米以上（中国目前光刻机能做到多少纳米是极限）

2022-12-05 2:47:54 证券 xialuotejs

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目前最先进是多少纳米？

中企最高技术28纳米，而且还是中芯挖的台干带来的技术芯片工艺最重要的机器是光刻机，目前被欧洲垄断。intel目前最先进的半导体是4纳米，最近在研发12纳米。

虽然说世界上已经有人在研发7纳米，但同样的14纳米的技术中，intel的技术是最高的。

欧洲有条约禁止向社会主义国家出口类似光刻机的高科技设备

2020年我国光刻机现在属于什么水平?详细数据，多少纳米？

极客谈科技

原创 · 02-29 21:28 · 科技领域创作者

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整体上来说，我国芯片产业与发达国家确实存在较大的差距，这点是客观存在的事实。因此，美国才会有底气通过芯片以及软件的方式来打压华为与中兴等优秀的科技公司。虽然，华为具备研发高端移动处理器的能力（紫光展锐也宣布了基于6nm EUV工艺的虎贲T7520芯片），但是，依然受制于芯片生产上的限制，真正的原因还在于我国光刻机水平较为落后。

国内能够研发光刻机的公司是上海微电子装备公司，当前该公司最先进的光刻机产品是600系列光刻机。SSX600系列光刻机最高能够实现90nm工艺制程，荷兰的ASML的高端光刻机已经能够实现5nm工艺制程，两者之间的差距相当巨大。

那么，短期内上海微电子装备公司是否能够迎头赶上呢？

答案是否定的，光刻机内部零部件工艺要求较高，短期内基本上无法实现赶超。例如光刻机较为重要的镜头，ASML公司是从德国的蔡司采购，基本上由蔡司祖传匠人独家打磨，极少能够到达这一标准；除此之外，光刻机对于光源要求同样较高，ASML公司光刻机的光源由美国CYMER公司独家提供，后来为了方便直接收购了这家公司。

除此之外，光刻机的工作台、侵液系统等难度同样较高，暂时国内工艺还达不到此标准。荷兰ASML公司的光刻机，可以看做是世界顶级零部件的集合体，缺一不可！

那么，是否意味着国内只能够生产90nm工艺制程的芯片呢？也非如此，这里就需要讲讲中芯国际这家公司。中芯国际与台积电类似，均属于芯片代工公司。当前中芯国际已经能够实现14nm工艺制程芯片的量产，12nm工艺制程芯片也进入到客户导入环节。中芯国际自研的N+1、N+2芯片已经具备7nm工艺制程的特点，即将在2021年实现量产。也就是说，国内当前最高能够生产性能趋近于7nm工艺制程的芯片。

前不久的最新消息，华为交付给中芯国际14nm工艺的首批订单已经开始交货。这无疑是一个好消息，华为过于依赖台积电代工芯片的问题将会有所改善。

聊一聊光刻机

光刻机，也叫掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心设备。而芯片是手机的心脏，也是许多高科技产品的根基。

光刻机它采用类似照片冲印技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。

光刻机的主要性能指标有：支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。

2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米，结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10纳米级别的芯片。

光刻机的原理是什么？

与冲洗照片有相似的地方，但又不大一样。

冲洗照片，是将需要洗印的照片从底片上洗印到相纸上，或是将原底片上的影像放大到相纸上。

光刻机是把大的底片缩小，就是把集成电路图缩印到晶元相纸上。

它与洗印放大机的结果恰好是相反的。

为什么一个原理上并不难的机器门槛很高呢？难点在于它的精度上，所谓是量变产生了质变。

如果我们画一张电路图，把它画在A4大小的纸上，这一点也不难，许多人都能做到。

话题扯得有点远，再回到光刻机上。

在A4大小的纸张上画图相对比较容易。但是如果要把电路图画到一张邮票上就困难了许多。我们再设想一下，如果要把电路图画到一粒米粒上或一粒沙子上就更困难了。

不仅如此，如果要把这粒沙子放到一辆运动的赛车上，让你在运动的状态下，在一边追赶其它赛车的同时，在挡风玻璃上的沙粒上画出电路图，就几乎不可能做到了。

虽然它们都有一个名字，叫画电路图，但是所处的环境、介质及大小的不同，难度就有着天壤之别。

所以，光刻机也分低端和高端。10纳米以下的属于高端光刻机。

笔的粗细，在图纸上所呈现的内容量是不一样的。笔尖越细所能够画出的内容越多，难度也越大，越高端。同样的，还有沙子的大小。沙粒越小，笔尖越细，画的内容越多，难度也就越大。

目前最高端的光刻机的工艺是5纳米级别。5纳米大约为50个原子的宽度。

一个原子的实际大小，大约为黄色光波的5000到2000分之一之间。在这种极端精度下，很多原本可以忽略不计的细节，全部都变成了障碍和难点。

比如说，在赛车的过程中震动是极度敏感的，比如关门的动作，可能都是灾难性的。所以必须要搭配一个极端精度的减震系统。

喜欢摄影的朋友都知道，在摄影过程中，其中一个重要参数就是曝光度。洗印照片也有曝光的问题。曝光量的多少，时间的长短，都会影响成像的效果。

光源，它是画图用的。必须频率稳定，能量均匀，平行度要求高。任何曝光不准确，都会严重影响成像的质量。

因此，运动状态下控制精度，必须是纳米级别的，稍有偏差，成像就会出问题。

光刻机远比我们想象的要复杂的多。可以说，光刻机是人类历史上几乎最精密的机器设备。

有人说，生产芯片靠砸钱。钱，肯定是需要的，但还有环境问题和上述的要素。

科学是来不得半点虚假的。

光刻机最先进的是多少纳米

光刻机最先进的是90纳米。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。

光刻机的概括

光刻机又名掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。光刻机的主要性能指标有支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。

针对各大专院校、企业及科研单位，对光刻机使用特性研发的一种高精度光刻机，中小规模集成电路、半导体元器件、光电子器件、声表面波器件的研制和生产。高精度对准工作台、双目分离视场CCD显微显示系统、曝光头、气动系统、真空管路系统、直联式无油真空泵、防震工作台和附件箱等组成。

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光刻机的极限在哪里？

2020年3月28日，中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛：量子计算机离我们还有多远？的主题，主题上张辉（合肥本源量子计算科技有限责任公司副总裁，中国科学技术大学博士）做主题演讲时候有提到，3nm是经典计算机的工艺极限，就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。

之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问，他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺，但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了，只是采用直写技术的硅片没有商用价值，只能制作掩膜版用，所以说3nm更不是极限了，那么光刻机的极限在哪里呢？接着往下看。

光刻机的极限

其实光刻机极限已经快到了，因为硅这种材料的极限在1纳米左右，如果想要超越1nm,那就得换材料了，但是目前地球上已经发现的材料中，没有比硅更适合的了，所以末来十年都很难超越1nm工艺，除非科学家能发现一种新材料，当然，这种可能很小。

超越1nm很难，那么达到1nm呢？目前要想达到1nm，目前当芯片内部线宽窄到3nm，电路中用于导电的铜线之间的间距太小，就会发生短路，所以说达到1nm都很难，只能寄希望于量子技术的突破了。

荷兰ASML（阿斯麦）公司的现状

在EUV光刻机方面，荷兰ASML（阿斯麦）公司垄断了目前的EUV光刻机，去年出货26台，创造了新纪录。据报道，ASML公司正在研发新一代EUV光刻机，预计在2022年开始出货。

根据ASML之前的报告，预计2020年将会交付35台EUV光刻机，到2021年则会达到45台到50台的交付量，是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C，两者基本结构相同，但NXE:3400C采用模块化设计，维护更加便捷，平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时，支持7nm、5nm。

荷兰ASML（阿斯麦）公司的极限

与之前的光刻机相比，ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右，可以进一步提升光刻机的精度，毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早，至少到2022年才能出货，大规模出货要到2024年甚至2025年，届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了，所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm，估计要到2030年了。

总结

总结来说1nm应该是光刻机精度的极限，预计要10年左右才能达到这一目标，我是小熵，你有什么看法？快到下方评论区留言吧！欢迎关注，持续为您答疑解惑。

在紫外光谱。不同的材料有区别。