制造芯片为什么要用光刻机（芯片为什么需要代工）

光刻机原理是什么，为何在我国如此重要？

光刻机原理是什么，为何在我国如此重要？一台EUV光刻机售价一亿美金以上，比很多战斗机的售价都要贵。先进的光刻机必须要用到世界上最先进的零件和技术，并且高度依赖供应链全球化，荷兰的ASML用了美国提供的世界上最好的极紫外光源，德国蔡司世界上最好的镜片和光学系统技术，还有瑞典提供的精密轴承。另外，为了给光刻机的研发提供充足的资金，ASML还强制让三星，台积电，英特尔等重要客户入股投资了ASML并一起参与开发和反馈光刻机设备存在的问题，ASML得到了最先进的技术和大量的资金支持。

中国目前由于瓦纳森条约先进设备禁运，很难买到国外的一些先进设备和技术，中国只能靠自己独立自主发展光刻机，同时我们国家的精密加工和先进制造业还不是很发达，很多零件的性能不如国外，甚至有些零件我们还造不出来，这就导致我们国家先进光刻机的研发进度远远落后于ASML，我们国家自己研发的光刻机目前最好的是上海微电子的90nm制程的光刻机,跟ASML差距很大，虽然这条道路很艰难，但是如果我们做不出来，美国就会一直卡我们的脖子，我们自己的光刻机也在努力追赶世界先进水平。

光刻机涉及的核心技术太多，不是几句话能说透，否则也不至于成为“卡脖子”的技术与设备，至少从机械方面的精密加工，甚至可以说极精密加工、微电子、程序控制、光电技术与感应系统……太多太多了，应该说全是难点，尤其是这些技术要组合在一起协同工作，就成了难上加难了，我的疑惑是为什么荷兰，现在应该叫尼德兰了，是如何会在这个领域如此独占鳌头的。

光刻机是干什么用的

刻机是用来制造芯片的。光刻机又被称为掩膜对准曝光机，在芯片生产中用于光刻工艺，而光刻工艺又是生产流程中最关键的一步，所以光刻机又是芯片生产中不可缺少的设备。

光刻机是干什么用的

光刻机决定了芯片的精密尺寸，设计师设计好芯片线路，在通过光刻机将线路刻在芯片上，其尺度通常在微米级以上。

光刻机是芯片生产中最昂贵也是技术难度最大的设备，因为其决定了一块芯片的整体框架与功能。

其实生产高精度芯片并不难，只是生产速度太慢，而光刻机能快速生产高精度的芯片，所以很重要。

为什么光刻机如此重要？

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。

中国为什么需要光刻机？

中国需要光刻机其实是为了解决芯片问题。众所周知，美国对华为进行了芯片制裁，也就是说只要使用了美国的设备或者美国技术的半导体公司，都不可以继续为华为生产芯片了。华为本来最有卖点的就是自研的麒麟芯片，但是如今没有人愿意给华为代工，那么华为就没有芯片可以使用了。

电子芯片的制造

而现在市面上大部分的芯片全部都是电子芯片，如果想要在制造电子芯片上面有所突破的话，就需要要使用到光刻机，特别是高端的电子芯片，离开光刻机就没有办法完成。台积电因为每年都可以从ASML公司拿到一半的光刻机，所以它在半导体领域才会拥有这么大的优势。

台积电目前已经开始研究2nm工艺的芯片了，但是中国目前还停留在14nm工艺芯片的阶段，而且中国刚刚公布的好消息，可以成功研制出28nm光刻机，距离现在顶尖水平也还是存在差距的，所以说只要手上没有光刻机，中国的芯片困局就没有办法破解，一直要受到美国的牵制。

光刻机的制造

光刻机的制造更加困难，一台小小的光刻机就有十万多个小零件，而且现在没有一个国家可以独立的生产出顶尖的光刻机，就算是荷兰ASML公司所生产的光刻机，也是集合了好几个国家的顶尖技术，融合在一起才可以制造出来的，所以说如果中国想要依靠自己的力量生产纯国产的光刻机难度很大。

就算可以研发成功，首先需要很长的时间，其次需要大量的资金投入，所以说短期内还是比较难以实现的。ASML公司之所以会把每年产能的一般给到台积电，就是因为台积电也投资了ASML公司，毕竟研究阶段确实很烧钱。

光刻机为什么这么重要？

当地时间8月6日，华为孟晚舟案已经结束引渡的“程序滥用”分支辩论，其实无论怎么样，只要华为不低头，放弃在5G方面的领先地位，美国就不会善罢甘休，我相信任正非先生也有这个准备，肯定会在别的方面有打算。

美国在5G方面对中国的打压，已经无所不用其极，前些时日，组织荷兰阿斯麦（AMSL）公司向中国出口EUV光刻机，也就是说，美国已经在两个方面对中国的5G进行打压，一是通过扣押孟晚舟来威胁华为放弃5G技术或者交出相关资料。另一方面，通过阻止中国获得加工工具，阻止中国在芯片制造技术上的进步。

科技 是解放和发展生产力，创造价值的极其重要的手段，甚至已经能引领未来的经济活动。为了利益，美国已经不再遮掩，连遮羞布都不要了。

5G技术咱们不多谈，聊一下光刻机到底是什么？

首先 了解一下什么是芯片？

芯片是一种微型的集成电路（integrated circuit）。就是在半导体晶片上把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起。

芯片很小，要是把元件做得很小然后组装在晶片上，微操作难度太大。因此，现在芯片使用的都是光刻工艺，是一种光学、化学工艺领域的技术。 光刻工艺包括硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。其中，如何精准曝光，关系到芯片刻蚀精确度，即关系到芯片的成功率。

芯片制作曝光需要紫外光源。而要做到纳米级的控制，需要极紫外光（EUV）。因此，现在芯片制作加工需要的光刻机，也叫极紫外光刻机（简称EUV）。

ASML是世界上最优秀的光刻机制造商，其光刻机精度最高能满足3nm芯片的生产需要，及其先进。这使得它几乎占据全球整个高端光刻机制造市场。

十四五规划中，国家下决心解决卡脖子技术，因此中国也在光刻机制造领域奋力追赶。目前从相关报道来看，中国武汉光电中心的研究已经突破9nm光刻技术，跟最高水平仍有较大的差距，不过由于是国家层面制定了战略规划，集中力量干这件大事，因此追上和超过应该是绝对有信心的。