陋室聽風812

中國光刻機現狀及領域突破

中國半導體芯片長期以來一直靠進口為主，每年進口的集成電路設備及材料大約為15000億左右，相當於我國每年的石油進口量甚至還要多。

我國半導體企業現狀

眾所周知，芯片製造技術是一項綜合性很強的技術，不僅聚合了很多的半導體領域的尖端技術，而且還需要先進的半導體設備匹配和強大的相關技術的儲備，才能打造出一條技術先進的芯片生產線。

因此沒有先進的半導體技術和各種半導體設備，要想打造出一條芯片生產線可謂是難上加難。

近期中芯南方廠的首條14nm芯片生產線正式投產，良品率超預期達到了95%，這標誌著中芯國際已經超越了臺積電南京廠、格芯等廠商，殺進了格羅方德、聯電、東芝、美光等芯片廠商的陣營，拿到了躋身於全球先進芯片代工廠行列的入場卷。

中芯國際14nm芯片的量產，不僅讓中國半導體芯片的發展向前推進了一大步，而且也解除了華為14nm芯片供給的後顧之憂。

中芯國際的14nm先進芯片生產線的誕生，只是中國芯片萬里長征邁出的一小步，後面還有更長、更遠的路要走，因為我們的目標是星辰大海。

我國半導體行業面臨的困難

目前我國半導體行業面臨最為嚴峻的為光刻機，雖然14nm已經基本實現量產，但在7nm甚至是5nm方面全部空白，而且生產14nm的光刻機也得從荷蘭阿斯麥進口。

而光刻機是芯片製造設備中最為核心的設備，我國光刻機生產龍頭企業中微也只能生產90nm光刻機，尖端科技一直受制於人，出錢也買不到。

中國半導體行業發展機遇

近年來，中國在半導體，尤其是集成電路製造領域發展迅速。

國內半導體芯片企業存在三方面機遇。一方面國內用戶在市場上仍佔了非常大的比例，每年購買芯片的量非常大；第二，5G、IoT、AI等技術會帶來一些新的機會；第三，受國際形勢的變化影響，芯片產業成為戰略產業。國內芯片企業如何離客戶近，通過客戶把資本、人才聚集，也是一個很重要的機會點。

任何一個領域的發展都離不開國家的幫助，芯片行業也不例外。在國務院發佈的《中國製造2025》中提到，“2020年中國芯片自給率要達到40%，2025年要達到50%”。為了達到這個目標，國家也拿出鉅額資金用於芯片及半導體技術研發。

芯片研發是半導體產業最核心的部分。這需要大量的人力、物力投入，長時間技術積累和經驗沉澱。雖然我們短時間內實現趕超難度很大。但從近幾年的產業發展來看，技術差距正在逐步縮小。“中國芯”未來值得期待。

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    光刻機的難點是“技術封鎖”，光刻機的關鍵部件來自不同的發達國家，美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承等，關鍵是這些頂級零件對我國是禁運的。我國的中芯國際早在2017年就預訂了一臺ASML的7nm製程工藝的光刻機，由於很多原因，至今仍未收到貨，可以說“有錢也買不到”。

    光刻機的技術難度

    目前，光刻機領域的龍頭老大是荷蘭的ASML，佔據了全球80%的市場份額，而最先進的EUV光刻機只有ASML能夠生產，光刻機的技術門檻極高，是人類智慧大成的產物。

    ASML光刻機90%的零件來自對外採購，德國的光學設備，美國的計量設備和光源設備，而ASML要做的就是精確控制，7nm EUV光刻機有13個系統，3萬個部件，動作要非常精準，將誤差分散到這13個分系統中。

    奇特的合作模式

    ASM還有一個非常奇特的規定，只有投資了ASML，才能獲得優先供貨權，也就是說自己的客戶需要先投資自己才行，這種合作模式ASML獲得了大量的資金，英特爾、三星、臺積電、海力士在ASML都有可觀的股份。因此，光刻機本來就供不應求，ASML未來幾十年的訂單早已被預約完了。

    瓦森納協定

    西方有個《瓦森納協定》 ，我國只能買到ASML的中低端產品，出價再高，也很難買到高端設備。

    中芯國際早在2017年就預訂了ASML最新的7nm製程工藝的光刻機，先是由於失火，導致訂單後延，然後是因為美國方面的干擾，搬出了《瓦森納協定》阻撓ASML向我國出售最先進的光刻機。

    我國的光刻機

    我國生產光刻機的廠商是上海微電子，主要集中於低端市場，穩定生產90nm及其以下的製程工藝，距離ASML的7nm製程還有很大的差距。

    雖然，上海微電子還未能夠在高端光刻機市場有所突破，但是從無到有，在低端光刻機市場佔據了壟斷地位，所以上海微電子是值得大家尊敬的。目前，上海微電子正在向高端光刻機方向發展，據說已經突破了24nm製程工藝的關鍵技術，利用低端市場所賺取的利潤，去支持高端市場研發，是可行的路線。

    總之，“自己有的才是真的，只有突破了技術，才能不被卡脖子。”美國針對華為的種種行為，充分證實了這句話。

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Geek視界

這個問題我最有發言權吧

2015年我拿到上海微電子裝備有限公司的offer，就是做光刻機，這是中國做的最好的一家，目前已經量產的有90nm的，說實話待遇不太好，不過近幾年國家投了一些錢，專門用於攻克28nm光刻機的研發，搞了一些資料，雖然是別人淘汰的技術資料，但是不是那麼容易吃透的，現在還有很多瓶頸待突破，離量產還很遠，光刻機的技術，中國和荷蘭的那家差的還非常遠，希望國家再大力支持，再多撥付一些經費，提高研發人員的待遇，吸引國內外最優秀的人加入，肯定能突破28nm，然後在花5年攻克14nm,再5年攻克5nm製程

字符設計師

荷蘭光刻機制造公司ASML（阿斯麥）是世界唯一技術最精堪的芯片光刻，一臺相當十多億人民市，荷蘭與中國經貿關係向來不錯，作為高端科技設備賣給中國獲取經濟收益是再正常不過了，荷蘭也佩服中國的芯片技術非常先進、特別是當中國5納米芯片製造團出好消息，荷蘭方面表示儘快評估美國對其警告和施壓帶來風險。

說起來中國芯片的發展，估計大家還是一籌莫展，倒不是我們設計不出來高端優秀的芯片，而是在芯片製造中，有著兩個非常關鍵的設備，一個是刻蝕機，一個是光刻機，刻蝕機我們也是剛剛獲得突破不久，而光刻機，我們的差距太大，這倒不是我們能力不行，主要還是在這方面發展得太晚，更何況，人家是經過上百年的技術累積的結果，在尖端光刻機方面，整個世界，也就是荷蘭的ASML一家獨大！大家都知道荷蘭的高端電子科技工業是歐洲乃至世界一支獨秀，六七十年代極具發燒級音響功放讓世人震撼，聞名於世。光刻機毫不誇張的可以說是世界工業體系百年積累的結晶，整個機器需要三萬餘個零件，每一個零件都不能有絲毫偏差，一絲一毫的偏差都不能使千萬的電路一絲不亂，毫無偏差的分佈在指甲蓋大小的芯片上面，我國在上面要走的路還很長。儘管中國著手成功製造出國產光核機，儘管與荷蘭等先進西方國家存在很大差距，但這是一個良好開端，具有里程碑的意義。

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光刻的原理是通過在硅片上塗沫光刻膠，再經過紫外光透過掩摸照射光刻膠，Mask上印著預先設計好的IC電路圖案，光刻過程中曝光在紫外光線下的光刻膠被溶解掉，清除後，留下的圖案與mask上的一致。再用化學溶劑溶解掉暴露出來的晶圓部分，剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。蝕刻完成後，清除全部光刻膠，露出一個個凹槽。當然了，這些工序還遠遠未結束，還需要摻雜填充金屬物質作為導線，需要反覆再多做幾層結構，做好並校驗與掩模一致後，才能切割和封裝。

可以說中間經歷的所有過程都是納米級的過程，以我國現有的工業裝備和精密度製造行業來看還相差太遠，這不是短短几年就能突破的問題，保守估計再有30年未必可知，荷蘭的AMSL公司是世界上光刻機制造最先進的企業，其應用的極紫外光光刻技術成為了現在光刻機的主流技術。

其中應用的EVU軟X光，在船頭物質的過程中需要超級強的光源，想要創造出這種超級強的光源是非常有難度的，因為散射光源連空氣都能吸收，因此機器內部就必須要做成真空狀態，傳統的光刻機想要實現這個超強光源，避免光纖被吸收只能通過反射鏡將光源再集中，有的光刻機光反射鏡都需要幾頓的重量才可以實現，而EUV對光的集中度要求是非常高的，反射的要求是長30CM起伏不到0.2nm，這相當遠幾千公里的鐵軌起伏不能超過幾毫米，可想而知這個精度有多嚇人，而我國在精密儀器製造方面的確差距甚遠，這個路還要很多年才能實現。

包括前階段所說的我國9nm樣機問世的這種消息，其實真實的請款是9nm分辨率是真實的，但是對國內光刻機的研發貢獻非常有限，因為從實驗室理論實現到量產設備的研發成功相差實在太遠。實現高分辨率光刻和是否可以應用於芯片製造又有很大差異，很多實驗室所能實現的超分辨率都是完全規則的圖案，也就是說實現的分辨率都是橫平豎直的樣子，但是大部分的電路其實都想我們普通看到的電路那樣彎彎曲曲的，因此現階段我國的各種技術突破大都停留在實驗室階段，想要應用到實際生產製造方面真的還不行。

另外，在光刻機系統中，除了光學系統以外，還有大量的機械運動系統，測量系統，控制系統等等，因此就算是光學系統上突破，和ASML的差距依然還是十分巨大的，因此光刻機的製造困難遠遠不是我們自己想想的那樣，其中富含的技術難點和突破點還有待於我國科學家去研究、去突破。

程序小崔

光刻機技術的難點是什麼？中國有沒有能造光刻機的企業？精密的高端光刻機是現今集成度越來越高的芯片製造所需要的，比如7nm/5nm製程的芯片。然而對於我們來說現實有些殘酷，雖然我們有企業可以製造中低端的光刻機，卻製造不了像ASML這樣我們所需要的7nm EUV高端光刻機、連購買也成為了問題，直到現在還在和ASML交涉前兩年中芯國際花費鉅額資金預定的一臺光刻機。

目前我國能夠生產中低端的光刻機，而且在中低端市場份額佔據不小，並且生產的中低端芯片份額也算不小，最突出的就是上海微電子裝備（集團）股份有限公司。但是生產如手機所需7nm、5nm這樣的芯片，國內光刻機的製程差距就顯得較大了，國內性能領先的光刻機是上海微電子SMEE僅達到90nm。而像ASML早已經進入7nm、5nm製程的光刻機。

所以國內芯片製造企業一直在竭力想要引進高端的光刻機，但這又被ASML所壟斷。中芯國際早在兩年前就花費1.5億美元向ASML預定一天7nm EUV工藝的光刻機，本來預計2019年年初交貨，卻因為各種各樣的原因被拖到現在，依然沒有交貨。通過國家層面的交涉，來自ASML最新的消息是：“未來ASML將會繼續和中國合作，不管有沒有銷售許可證，ASML都希望能夠繼續向中國銷售供應光刻機。”。也許中芯國際的這臺高端光刻機將會很快到來，並且華虹半導體也有望獲得高端光刻機。

為何ASML會如此忸怩作態不願及時交付7nm的光刻機呢？一個是源於ASML受西方針對我們泡製的《瓦森納協定》控制，對我國實行高科技的限制性封鎖。也就是說，如中國在某一領域有所進展，則相關技術解禁一層。比如我們有90nm的光刻機，ASML就只對我們開放75nm的光刻機。另一個緣於美國的打壓，也就是現目前如果ASML光刻機中美國的技術佔據25%，那麼ASML就要受到美國的管制而不能出口。

光刻機的技術特別是其零部件技術和產品，具有相當的高難度。其組成的3萬多個部件都要相當可靠才行，這其中有很多的技術難點需要解決，比如能量控制器、透光器、掩膜版、激光器等等。比如：曝光系統，需要頻率穩定能量均勻的光源，但這個光源我們自己造不了但又從外部得不到，這個光源被美國的極紫外光龍頭公司Cymer所掌握（後來被ASML收購）；又比如為了保證光通過物鏡不變形而所需的要求極高的鏡頭被德國蔡司所掌握；還有軸承、閥件等等，這些精密的部件都需要依靠國外進口而得來，但卻被別人禁運，我們製造的部件又達不到如此精密。

所以到目前我們的光刻機還不能滿足現在像7nm/5nm這樣所需的高端光刻機，只有依靠向ASML採購。不過現在國家和社會越來越注意到這個問題，想比像上海微電子這樣的國產光刻機公司會迎來快速發展，擁有自己的國產高端光刻機應該不是夢。

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東風高揚

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我們被卡住了脖子，而荷蘭的ASML似乎一直在“戲耍”我們。用“失火”延期交付，後又傳美國從中作梗，不發放的極紫外光光刻機（EUV）銷售許可證，所以，導致了ASML壓力過大，將交給中芯國際的極紫外光刻機（EUV）一推再推。

在《瓦森納協定》中，1334號法令共8章22條，規定了出口控制的範圍，其中半導體就屬於禁止出口的一種。

所以，在這種協定的壓力下，我們一直不能夠獲得最新的技術，包括的就有荷蘭ASML的光刻機，也屬於限定的範圍。

時至今日，我們的光刻機為上海微電子的90nm光刻機，而中芯國際和華虹目前量產了14nm工藝製程的光刻機，但是7nm以下必須用EUV。

那麼，到底為什麼中國的光刻機發展不起來呢？到底難點在什麼地方呢？實際上，根據光源和發展前後，我們將光刻機依次可分為紫外光源（UV）、深紫外光源(DUV)、極紫外光源（EUV），光源的波長影響光刻機的工藝。

實際上，光刻機的難度是因為技術，從EUV光線的能量、製程的所有零件、材料，都在不斷的挑戰人類極限。

在光刻系統中的，如果想達到更好的工藝，更高端的技術，就必須採用輔助的多重曝光（Multiple Patterning，MP），而且成本更高一些。

雖然說現在限於技術，以及協議等等，都會影響光刻機的發展，但是，我們必須要知道，最近我國武漢光電國家研究中心成功研發出9nm線寬雙光束超衍射極限光刻試驗樣機，一旦這種情況得以突破，未來我國將會走出一條不一樣的路，打破這種禁錮！

LeoGo科技

看了不少題主的回答，很多人都提到了當前光刻機難點核心是外部技術封鎖，這點個人並不能苟同。技術封鎖的因素的確存在，但更為核心的其實還是我國整體材料學和製造業的落後，這才是真正的主因。

我國有光刻機生產企業但水平落後：

我國當然是有光刻機生產企業的，而且還很多，只是整體制造水平不行，相比先進的光刻機差距很大。目前國內水平最高的光刻機廠商是上海微電子，目前量產的光刻機是90nm。按照量產一代，試製一代，預研一代的進度，現階段已經在完成了65nm光刻機的試驗，正在研發攻關28nm光刻機。上海微電子雖然

光刻機難造的核心是材料學無法突破：

目前全球範圍內其實沒有任何一家企業有能力獨立製造一臺光刻機，荷蘭ASML也不例外，想要造一臺光刻機至少需要幾萬個配件，因此涉及到的廠商其實非常眾多。

不管是ASML，還是日本的光刻機廠商尼康、佳能，以及我國的上海微電子本質都是光刻機系統製造商，他們都需要全球範圍內各配件廠商給提供合格的配件才能生產出一臺光刻機。

因此，困擾我們無法生產高端光刻機的其實還是這些配件廠商。我這裡就拿光刻機的主要子系統也就是曝光光學系統和超精密工件臺來大致聊聊。

1、曝光光學系統：涉及到光學領域的技術，這塊我國其實一直很難突破。而荷蘭ASML所使用的鏡頭是德國的蔡司，對於這家廠商我想玩攝影的應該都清楚他在業界的實力，全球頂尖的光學、光電企業。而日本的兩家光刻機生產廠商大家也耳熟能詳，也就是尼康和佳能，在光學領域都是一頂一的好手。有這樣的光學技術在手，那麼整個光學系統以及對應的鏡頭就能很好的得到解決。

2、再來說說超精密工件臺：前面提到上海微電子已經完成65nm光刻機的試驗，這裡非常關鍵的一點就在於我國現在能自主生產滿足65nm光刻機使用的雙工件臺（見下圖），這家企業叫華卓精科，是全球第二家能自主研發生產雙工件臺的企業。如果說，沒有這家企業的出現，掌握自主的技術，那我們65nm光刻機的進度或許會更慢一些，你採用外國的設備很難說不對你進行阻擾。

綜合來說，光刻機自身的研發難度的確非常大，但是一臺機器是有各種子系統組成的，如果說各個子系統的核心部件我們都能掌握，那麼整個光刻機的研發難度就會大大下降，受到所謂的外在技術封鎖的可能性就會越小。

Lscssh科技官觀點：

因此，對於光刻機的難造，我們更應該明白背後這些真正的難點，當我們哪天的製造業，材料學等技術全面取得突破提升時，這光刻機也就相對不難造了。其實不光是光刻機，包括航空發動機等領域也是類似狀況。

現在，就全球範圍而言，只要我國能生產的設備和配件，國外企業基本上都會放開限制，只要我們無法做到自主研發生產的，或多或少都存在各種封鎖，這就是我國當前的現狀。

Lscssh科技官

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光刻機的技術難點在哪裡，中國有沒有能夠全自主的造出光刻機的企業，其實中國的企業來說，目前是可以造出光刻機的，但是最先進的7納米工藝的光刻機目前還是有一定的差距。

上海微電子經歷17年的風雨艱辛，才造出90納米的光刻機

我們現在使用的智能手機裡面有一個非常重要的核心元器件——處理器！

而光刻機就是製造處理器的最為重要的設備之一，但是能夠製造光刻機的企業關鍵性技術全部掌握在荷蘭的ASML公司手中，可以說對於光刻機的技術已經有壟斷的存在了

外部的企業是很難從這家企業獲得一定的關於製造光刻機的技術的，那麼我們也可以瞭解一下關於光刻機的技術究竟難在哪裡？

光刻機現在被分為前道光刻機和後道光刻機這兩種不同的方式，而真正具有難度的就是這個前道光刻機的製造技術。

在2002年的時候，上海微電子公司的總經理在德國考察的時候，德國的工程師說了這樣的一句話：

給你們全套的圖紙，也做不出來

可以說這樣的話也從側面說明製造光刻機的難度係數是非常大的，也被稱之為光學工業的明珠，所以說光刻機的製造程度很難，能夠說是人類的集中大智慧的產業和產物所在。

光刻機的難度主要體現在底片的製造，是用塗滿光敏膠的硅片製作而成，這個工藝就非常的複雜，需要認為重複幾十遍才可以製造而成。

還有就是光刻機的鏡頭，據說是使用蔡司的技術打造而成的，而且所需要的時間都是幾十年或者上百年才可以完成。

這些還不是真正最難的部分，而真正最難的部分還是屬於光源系統的來源，這也被稱為整個光學工業中的明珠所在。

而ASML的頂級光刻機，使用的頂級的鏡頭還有頂級的光源，這個都是工藝和機械製造上的極致所在，要求也是非常的嚴格的，比如說生產光刻機的鏡頭要求就不能超過2納米的誤差，大家可以想象一下是2納米的誤差啊，這對於工藝的要求是非常嚴格的。

而在國內能夠生產光刻機的企業也是寥寥無幾的，在2002年的時候，由科技部和上海市共同成立上海微電子裝備公司，可以說這家企業的出現，在國內的光刻機生產空白頁上填補上了。

但是即便能生產光刻機，其能夠生產的製程也是非常的落後的，人家都能夠生產最先進的7納米工藝的光刻機，而我國才剛突破90納米的光刻機，這裡面的差距還是非常大的。

現在我們國家也是非常重視科技領域的積累和突破，而且還正在不斷地加大里面地投資力度的，所以我們在光刻機裡面的生產工藝也是會不斷進步的，那麼大家還有什麼不同的看法，可以在下方留言，咱們一起探討！

帆辰科技

一款芯片的生產製造，一個難點在於芯片設計方面，另一個則在於芯片製造，然而中國現在已經有很多公司有能力設計芯片，最新的龍芯3A也達到了一個不錯的性能，已經使用到了很多領域，但是在關鍵的大芯片製造上，中國仍然很薄弱，中芯國際等芯片製造廠工藝還很落後，其中非常關鍵的一點就是沒有優秀的國產光刻機。

如今荷蘭ASML公司掌握著最先進的10nm甚至更好的光刻機，其最先進的EUV光刻機能賣到一億美元以上，但是國內的光刻機技術水平仍然還在90nm上，差距巨大。

先進光刻機的技術封鎖。由於《瓦森納協定》受到美國的控制，中國不在其中，荷蘭的先進光刻機就無法對中國進行出口，中國有錢也買不來，即使買來也是很多年前淘汰的老舊設備，這樣國內就無法從源頭上掌握到最先進的光刻技術。

高端人才的稀缺。光刻領域本來就屬於極其小眾的高端技術領域，因為長期缺乏光刻設備，這樣的人才和專業也就更加稀缺，即使有朝一日買來了先進的光刻機，有多少人能熟練掌握也是一大難題。

鉅額的資金。這是目前制約我國光刻機發展的主要原因，近兩年雖然國家清楚的認識到了半導體對一個行業對一個國家的重要性，並且大力投入資金，扶持了一大批企業，這些資金也只能解一時之急，光刻機龍頭企業ASML每年在光刻機上面的投入是以百億人民幣為單位，這是目前我國半導體企業達不到的。

頂尖的零件。ASML作為世界工業體系的積累結晶，每一個零件每一項技術都是最頂尖的，他的鏡片來自德國蔡司，每一塊都不能有絲毫偏差，這是數十年的技術積澱，其光源來自美國極紫外光龍頭cymer公司（已被ASML收購），這家公司是euv領域的領頭羊，在機器組裝方面選擇了三星和臺灣代工，所有方面ASML都在選用最好的東西，這是國內無法比擬的。

關鍵字: 半導體芯片 財經 科技