为什么我国没有光刻机（为什么中国没有自己的光刻机）

为什么中国生产不了光刻机

前瞻产业研究院发布的《2020年中国半导体设备行业市场研究报告》指出，光刻机发展至今，已经历了5代产品的迭代，目前第五代EUV光刻机是未来光刻机技术发展的主要方向，目前ASML是全世界唯一一家能够设计和制造EUV设备的厂商。

从中国市场来看，上海微电子装备有限公司（SMEE）是我国国内唯一能够做光刻机的企业，其已经量产的光刻机中，性能最好的能够达到90nm的制程工艺。

但值得一提的是，在光刻机产业的上下游，不乏国产企业的身影。

尽管我国光刻机的发展与国际领先水平有着不小差距，但在半导体设备的其它细分领域已有了较大进展。

从国内市场来看，刻蚀机是我国最具优势的半导体设备领域，也是国产替代占比最高的重要半导体设备之一。目前我国主流设备中，去胶设备、刻蚀设备、热处理设备、清洗设备等的国产化率均已经达到20%以上。

那么目前国内半导体行业的国产替代化究竟发展到了什么程度？

据前瞻产业研究员分析，国产半导体设备已经形成系列化布局，以北方华创等为代表的龙头公司正在加紧布局设备国产替代。

目前国内半导体设备企业在刻蚀、薄膜沉积、离子注入、光学测量、研磨抛光、清洗设备等主要设备均有布局，客户的接受度也不断增强，包括中微半导体的介质刻蚀机、北方华创的硅刻蚀机、PCV设备，上海盛美的清洗设备等国产12英寸设备已经在生产线上实现批量应用。

为什么我国造不出光刻机

我国造不出光刻机，有以下三个原因：

1.因为我们的技术有限。为了阻止我们的技术发展，西方国家阻碍了一些技术进入中国。因此，这一限制将影响中国在光刻机的发展。

2.事实上，我们的许多组件的使用取决于国际市场，在这种情况下，我们很难获得国际市场的支持。

3.ASML的成功是因为其技术的局限性，更重要的是，它把一些企业当成了自己的股东，比如三星、台积电，英特尔等等。

所以在这种情况下，会发现光刻机在中国的发展并不是特别突出。正是因为光刻机的限制，中国在芯片领域的代工确实受到了很大的影响，华为不得不受到限制。因此，只有不断自主研究和开发属于我国的光刻机，才能打破这种束缚。

我国既然能制造出原子弹，可为啥造不出高端光刻机？

因为我国在光刻机这一领域上的起步比较晚，制造高端光刻机的难度更大。所以目前我国最先进的光刻机也仅仅还处于7nm这一阶段，和全球顶级的光刻机相比较还有很大的差距。

光刻机别名为曝光机，光刻机是用来制造芯片的一款机器。因此，光刻机对于制造芯片有着非常重要的作用，麒麟芯片、AMD芯片等等都是通过光刻机制作出来的。光刻机的工作原理和硅晶片有一定的关联，因为硅晶片拥有一层光致的抗蚀剂，当紫外光照射到硅晶的表面时就会与之产生反应，这种反应被称作时光刻。当反应发生结束后，需要将没有被光致的抗蚀剂保护的部分进行蚀刻，然后再清洗光致的抗蚀剂。这些步骤需要非常精准处理，操作起来相当复杂。

想要制造出一台高端光刻机所需要的技术是非常严格的，这并不是一个国家就能够制造出来的。如今拥有最先进的光刻机技术的公司是ASML，之所以这个公司能够制造出来高端光刻机，就是因为它得到了整个欧洲和美国的支持。而中国目前还没有这般顶级的技术，所以很难制造出高端光刻机。

如今我国只能够制造出低端的光刻机，这其实已经是一个非常大的进步。至于高端光刻机，尽管如今还没有办法做到，但是我国也一直在研究，或许未来有机遇得到技术支持，从而制造出一台高端光刻机。                                                                                                        

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。

我国可以制造出2nm的芯片，为什么制造不出光刻机？

随着科学在各个方面的不断进步，人们使用电子产品的体积也就在不断的缩小，我们使用电脑芯片这方面，在目前使用最好的也就是7nm的制造工业，可是在前不久中科院就发表文章说可以制造出2nm的芯片。就会有人问：我国可以制造出2nm的芯片，但是为什么就是制造不出光刻机？其实这是我国科技水平还没达到发达阶段。

想必大家都知道，当下我们积电最先进的芯片工艺为5nm，目前主要用我们即将要问世的麒麟1020、苹果A14芯片上，而对于我们当下手机最强芯片A13使用的也还是第二代7nm工艺，而这次要出a14芯片的性能方面也会受所到人们的追捧。就在不久前，我国就发表文章，我国可以制造出2nm的芯片，而当下就算是全世界最有的荷兰ASML公司都还是在对2nm光刻机处在研发阶段。这样的一个重大突破，无疑是我们的一个喜欢，可是好景不长，问题又来了，我们还是不能制造不出光刻机。

虽然说，我们国家是研究出了2nm的芯片，可是在我们呢没有光刻机的时候，我们依旧是不能达到量产的。可是我们国家在的制造工业目前也就值掌握了90nm的制造工业，距离我们目前所研究到了2nm技术，还是有很大的区别。

而对于光刻机，首先我们国家对于光刻机的技术还是很落后的，就算是国内技术含量最好恶毒光刻机也太能达到22nm，而与我们所研究出来的2nm芯片所要的光刻机根本不在一个档次了。而目前我们想要研制出光刻机，并且我们国家2018年在荷兰定制的两台7nm光刻机至今一点消息都没有，更别说我想要研制出这样的光刻机了

我们国家有大批科研人员，为什么不能制造出光刻机？

从20世纪60年代初开始，中国就有半导体公司发明了芯片蚀刻技术，拉开了光刻机发展的序幕。随后，经过37年的发展，荷兰的阿斯麦尔寻求建立自己的光刻机产业链，然后垄断了整个全球市场。在这个产业链中，91%的关键部件来自国外而不是荷兰，而荷兰的阿斯麦尔在这个产业链中扮演着重要的角色，负责光刻机模块的整合和开发。只有这样，荷兰的阿斯麦尔才能控制整个产业链。

当下，高端光刻机已被荷兰的阿斯麦尔垄断。荷兰的阿斯麦尔的存在对发展全球芯片非常重要。他们的光刻机是世界上最先进的，很难找到一个可以替代ASML的光刻机。因此，当国外芯片的市场价格总是很高的时候，就会出现一种情况，这主要是因为我们没有足够的高质量的光刻机愿意只从国外进口现代芯片。光刻机对精度有很高的要求，要达到这样的精度就必须犯错误。因此，国家的工业水平和科技实力必须达到最高水平。大量的科学家试图用正确的信息进行测试，即使测试条件到位，也找不到合适的突破点。

光刻机是高精尖设备，技术难度很大。一台光刻机重达近180吨，内部零件超过8万个。要制造这样一台机器，必须采用美国现有的光刻机设备、德国的机械技术、瑞典的轴承技术和日本的光学技术（如现代技术），这是不可想象的。除了现代技术的结合，光刻机零部件的生产也是一个严重的问题，因为它们不是阿斯麦独立生产的，而是从世界不同国家进口的。这就不难理解为什么阿斯麦敢于慷慨地说，即使就我们的图纸而言，中国也无法制造光刻机，因为仅凭我们自己是无法制造这么多相互关联的细节的。

光刻机中使用的这些材料和备件也很难找到。国家的工业资源再丰富，也不能靠自己，让所有的零配件只能来自国外。关键是你想买的话，别人未必会卖给你。

光刻机的研发是一个技术问题，高精度的光刻机难度非常大。由于市场的原因，光刻机寡头垄断了除第一种产品外的其他产品，其他产品不赚钱，这意味着第一种和第二种之间的差异将继续扩大，除了第一种产品外，其他差异可能长期存在。