国产光刻机发展历程图（国产光刻机发展历程图片）

2022-11-26 14:26:03 基金 xialuotejs

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光刻机的发展历史

光刻技术的发展

1947年,贝尔实验室发明第一只点接触晶体管。从此光刻技术开始了发展。

1959年,世界上第一架晶体管计算机诞生,提出光刻工艺,仙童半导体研制世界第一个适用单结构硅晶片。

1960年代,仙童提出CMs|C制造工艺,第一台C计算机BM360,并且建立了世界上第一台2英寸集成电路生产线,美国GCA公司开发出光学图形发生器和分布重复精缩机。

1970年代,GCA开发出第一台分布重复投影曝光机,集成电路图形线宽从15μm缩小到0.5um节点。

1980年代,美国SVGL公司开发出第一代步进扫描投影曝光机,集成电路图形线宽从0.5m缩小到035m节点。

1990年代,n1995年,Cano着手300mm晶圆曝光机,推出EX3L和5步机;ASMLFPA2500,193nm波长步进扫描曝光机、光学光刻分辨率到达70nm的“极限。

2000年以来,在光学光刻技术努力突破分辨率“极限”的同时,NGL正在研究,包括极紫外线光刻技术,电子束光刻技术,X射线光刻技术,纳米压印技术等。

国产光刻机！10亿资金涌入，光刻机为何这么热？

众所周知，光刻机和芯片的厚薄程度和芯片的精良程度息息相关。我国缺乏光刻机技术和设备，因此，我国经常会与国外光刻机制造公司进行合作，从而保证国内生产的芯片可以达到国际标准。然而，我国发展芯片和研发芯片过程中遇到了许多困难和挫折，这也使得国产光刻机缓解了部分科研人员的压力。现如今，十亿资金涌入国产光刻机市场，光刻机之所以会到达如此火爆的程度，是因为光刻机与芯片有着很大的关系。我国想拥有一款自主研发的芯片，就必须开展国产光刻机的建造和发展。

荷兰光刻机并不是中国芯片的救命稻草

众所周知，我国通过与世界光刻机十分发达的国家合作，逐步满足国内手机芯片对光刻机的需求。然而，大部分发达国家会采取垄断措施，一方面：为了避免中国拥有光刻机技术之后，中国芯片逐步占领国际市场。另外一方面：每个国家都想分得一杯羹，这也使得大部分拥有资金和科学技术的国家会减少与崛起国家的合作。对于我国芯片市场来说，荷兰的光刻机并不是中国芯片的救命稻草，它只能缓解国内芯片的压力。

第二个原因：光刻机技术发展刻不容缓

大家应该都听说过华为芯片数量不够用，华为既要保证推出的新款机型拥有最为合适的手机芯片，华为公司还要保证老款手机的出货量。更何况华为公司的芯片研发速度特别快，可是华为公司却很难自主生产芯片。如果我国想完全掌握芯片生产和研发的全过程，势必要摆脱其他国家的技术垄断，共同开发和利用国内的光刻机。我国芯片明显出现空缺，因此我国必须发展光刻机技术。

第三个原因：国家大力支持该技术的建设与完善

或许每一个人使用的手机品牌不同，但大部分手机和电脑的芯片是决定手机和电脑性能的关键。尽管许多中国人是出于爱国之情才会购买华为手机，如今，华为公司的手机性能非常好，这也使得越来越多的人主动购买华为手机。国家大力支持信息产业和芯片产业的发展，而光刻机技术决定芯片发展的速度，因此，国家大力支持国产光刻机。

总的来说，光刻机和芯片存在聚生分死的关系，芯片必须通过光刻机才能问世。

国产光刻机发展历程图（国产光刻机发展历程图片）第1张

目前中国最先进的光刻机（国产28nm光刻机进展）

; 在新能源飞速发展和产品智能化的大背景下，高科技进入蓬勃发展阶段，所有高科技产品最不可或缺的核心部件就是芯片了。作为以智能手机为主要业务的

华为

，对芯片的需求量更是巨大。

大家都知道生产芯片最重要的器械就是

光刻机

，但由于受到来自

漂亮国

的制约，“实体清单”规则被修改后，

ASML

因为生产光刻机的技术有一部分来自于漂亮国，受此影响，连带着芯片代工厂也无法为华为公司提供芯片代工服务。

华为现在最先进的芯片是采用台积电5nm工艺制作的

麒麟9000芯片

，但随着“限制令”的制约，

麒麟9000

芯片的库存正在一天一天减少，在无法获得5G芯片的情况下，华为只能采用

高通

的4G芯片，没有

芯片的支持，华为的5G手机只能当成4G来用，也因此，华为的手机业务受到了重创。

事实上，不仅是华为，我国其他高科技企业现在都处于“缺芯”状态。如果要解决“缺芯”难题，首先我们就要解决光刻机的自产自研问题。

中科院

立功了

为了实现我国高端光刻机的国产化，中科院长光所、上光所联合光电研究院在2009年，启动了“高NA浸没光学系统关键技术研究”，进行高端光刻机的攻坚。该项目于2017年在长春国科精密验收，曝光光学系统研发核心的骨干人员也在同年间转入长春国科精密继续钻研光刻机技术难题。

在此之后，国望光学引入

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

，以及

上海光学精密机械研究所

推动国产光刻机核心部件生产。在2016年，国望光学研发出90nm节点的ArF投影光刻机曝光光学系统，之后将继续向28nm节点ArF浸没式光刻曝光学系统研发进攻。

长春国科经济在2018年也传来好消息，攻克了高NA浸没光学系统的关键技术研究。这也是我国实现完全拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统的标志。这些成就的达成都离不开中科院的技术支持，可以说中科院立了大功了。

为什么要花费那么大的精力去研发曝光光学系统呢?这对光刻机的制造很重要吗?这我们就要从光刻机的工作原理说起了。光刻机又叫掩模对准曝光机，它的工作原理简单地说类似于照片冲印的技术。

光刻的过程就是在制作好的硅圆晶表面涂上一层光刻胶，然后通过紫外线或深紫外线透过

掩膜

版，把上面的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上，在

光刻胶

的覆盖下，这些被光线照射到的部分会被腐蚀掉，而没有被照射到的部分就会被保留下来，形成我们所需要的电路结构。所以曝光系统可以说是光刻机的核心组成之一。

国产光刻机正式传来好消息

根据国望光学在发出的公示，

投影光刻机曝光光学系统将应用于28nm芯片的批量生产当中。

在这之前，我国只能制造出用于90nm制程的光刻机，但随着这两项技术的突破，我国对于28nm光刻机制程实现了突破性的进展。

28nm芯片有着比90nm芯片更加优越的性能，用途也更加广泛，尤其是对于新能源产业，如新能源汽车或者智能家居产业填补了对于28nm芯片缺失的空缺。

此外，根据媒体消息，上海微电子也做出披露，在2021到2022年将会交付出第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。这表明我国完全能实现28nm芯片自由。拥有完整的知识产权和自主产业链，就无畏海外市场在芯片上对我们“卡脖子”了。

虽然28nm芯片已经能满足大部分的生产需求，但是对于华为这些手机厂商和其他一些国产芯片来说，28nm的精度还是不够用的，接下来我国的下一步目标便是进行5nm制程光刻机的攻克，手机对于芯片的精度要求要更高，所以目前我国还是不能停下研发的脚步。

虽然目前我国还没研发出5nm制程的光刻机，但已经可以制造出5nm制程的刻蚀机了，这对于我国芯片发展也是一个鼓励性的好消息。

成果是喜人的，但如果拿来与世界上最先进的7nm制程光刻机比的话还是远远不够的，国产化光刻机的道路还要走很远。

中国光刻机发展历史

光刻机（Mask Aligner) 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。

生产集成电路的简要步骤：

利用模版去除晶圆表面的保护膜。

将晶圆浸泡在腐化剂中，失去保护膜的部分被腐蚀掉后形成电路。

用纯水洗净残留在晶圆表面的杂质。

其中曝光机就是利用紫外线通过模版去除晶圆表面的保护膜的设备。

一片晶圆可以制作数十个集成电路，根据模版曝光机分为两种：

模版和晶圆大小一样，模版不动。

模版和集成电路大小一样，模版随曝光机聚焦部分移动。

其中模版随曝光机移动的方式，模版相对曝光机中心位置不变，始终利用聚焦镜头中心部分能得到更高的精度。成为的主流[1] 。

主要厂商

曝光机是生产大规模集成电路的核心设备，制造和维护需要高度的光学和电子工业基础，世界上只有少数厂家掌握。因此曝光机价格昂贵，通常在 3 千万至 5 亿美元。

光刻机的品牌众多，根据采用不同技术路线的可以归纳成如下几类：

高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种，分辨率通常七纳米至几微米之间，高端光刻机号称世界上最精密的仪器，世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花，其制造难度之大，全世界只有少数几家公司能够制造。国外品牌主要以荷兰ASML（镜头来自德国），日本Nikon（intel曾经购买过Nikon的高端光刻机）和日本Canon三大品牌为主。

位于我国上海的SMEE已研制出具有自主知识产权的投影式中端光刻机，形成产品系列初步实现海内外销售。正在进行其他各系列产品的研发制作工作。

生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机，分辨率通常在数微米以上。主要有德国SUSS、美国MYCRO NXQ4006、以及中国品牌。