光刻机的演变及今后发展趋势（光刻机的国内外发展现状分析）

光刻机的技术有没有可能是外星科技，欧美各国瓜分了技术？

没有可能是外星 科技 ，如果是外星 科技 现在就不是7nm技术了，就是1nm技术，甚至更极限的技术了。

大部分人不了解光刻机的发展历程，所以对于光刻机的原理，以及发展到如今，成为制约我们国家芯片发展的主要障碍，都感觉到迷惑。

我们先来说说光刻机的发展历程，让你明白光刻机是怎么来的？

1978年英特尔制造了第一个CPU名为i8086，这一款CPU所使用的指令集，后来被命名为X86指令集。这是世界上第一款微处理。英特尔之前的产品主要都是存储器。

同年1978年，美国GCA公司制造了第一台光刻机。工作节点是1.5μm（也就是1500nm），之后经过多年的发展，逐步发展到1999年的180nm。

这个时期采用的激光的光源，都是波长都比较长。有436nm，和365nm，之后开始使用248nm的波长作为光刻机。

在2001年后，光刻机市场在193nm光源处，停滞了多年。一直无法突破，没有办法在波长下降的同时达到能量的不变。

因此，经历了长达20年的研究（1999年就开始研发级紫外线技术，光刻机），终于在2013年成功，并且量产出货。如今EUV光刻工艺，已经到5nm工艺阶段，7nm工艺已经非常成熟。

2、光刻机的原理是啥？为什么他不是外星人的技术？这其实就是激光雕刻机！

全球激光技术起步很早，使用激光去除在硅表面的保护膜，蚀刻液会腐蚀保护膜较薄的地方。原理上就好像使用激光打标机，或者说激光刀切割东西是一个道理。但又有区别。

光刻的概念，最原始的应用，就是使用激光的高能量，可以灼烧，实现切割，雕刻。应用在芯片制造中，并不是直接的光雕刻，而是曝光后，蚀刻。有些类似于中国古人在石碑上，有腐蚀性液体写字，这种道理。

后来缓慢的技术发展，不断地寻找更小的激光束，用来去除多晶硅表面的掩膜。也就是相当于，找到更小的刻刀，用来雕刻。

这个原理其实很容易理解。

其实就相当于，将放大的一个电路板，根据光照的情况，哪里没有遮挡，就会有光投过去，通过一个镜头（物镜）将激光投射到下面的晶圆上面，有激光照射的地方除去表面的掩膜，蚀刻液就会立刻进行雕刻。

这是多么单纯的技术，怎么能说是外星人的技术？外星人有这么low吗？

3、如果你清楚，尼康，佳能，ASML就知道知道，这就是人类的技术！

从上世纪开始，尼康，佳能，ASML三家就一直把持着光刻机的市场。

整个光刻机的市场，就是在光学技术领域的发展中不断进化的。所以不存在所谓的外来世界的技术。只是技术的进步比较快，并且我们国内错过了比较好的时期而已。

4、中国很早就开始研发光刻机了

1980年之前，中国其实很早就研发光刻机了。1978年上海光学机械厂就已经研制陈宫了JKG-3光刻机。当时ASML还没有成立，佳能，尼康还是光刻机行业的大佬。那个时候，国内同国外虽然有差距，但是还没有现在这么远。

在进入1980年之后，国内改革开放，大量国企改组，国家也没有再向之前那样扶持光刻机的发展，并且受到国际市场产品的冲击，国内国企当时的成本较高。没有足够的下游芯片制造市场购买光刻机，产品就逐步淘汰了。

可以说，中国曾经丢失了，我们可以留待今天绝地反击的底牌。

先假设推定一下，光刻机技术来自于外星 科技 ，那么，有能力捕捉或获取这一技术的当然是美国，如果美国获取了这项技术，应该是把光刻机工厂建设在美国才对，而不是建设在荷兰。另外，如果是外星技术，美国掠夺来的，外星人为何不回来报复美国？如果是免费赠送给地球的技术，那么就应该把这项技术公平地分享给世界各国，但事实上并非如此。

其实，答案非常简单，目前地球上的一切技术都来自于人类的智慧，没有任何一项技术来自于地球之外的文明。别把这个当真。更别把欧美妖魔化的太厉害，好像他们什么都能搞定一样。中国也有光刻机企业，如果欧美国家持续对于中国实施技术封锁，中国也会研发自己的高端光刻机。

目前在全球45纳米以下高端光刻机市场当中，荷兰ASML市场占有率达到80%以上，而且目前ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的提供商，所以ASML才是全球芯片业真正的超级霸主一点都不过分。正因为得益于技术领先，目前ASML的市场份额也是很大的，目前全球知名芯片厂商包括英特尔、三星、台积电、SK海力士、联电、格芯、中芯国际、华虹宏力、华力微等等全球一线公司都是ASML的客户。

荷兰的光刻机技术强大主要靠ASML，ASML成立于1984年，由飞利浦与先进半导体材料国际（ASML）合资成立，总部位于荷兰的费尔德霍芬。1995年，ASML收购了菲利普持有的股份，称为完全独立的公司。

那么，为什么只有这家公司垄断世界光刻机市场呢？分析下来有如下几个原因：

1、持续不断的高强度研发投入。举例来说，2019年ASML的销售额大概是21亿欧元，而研发费用支出就达到了4.8亿欧元，研发费用占营收的比例达到22.8%，研发费用投入比例无有出基右者。正是因为连年的持续高额投入，才使得这家公司能够始终站在光刻机市场的前沿。如果中国耐心持续投入光刻机研发，假以时日，照样可以追赶上ASML的水平。

2、美国、欧盟等国家的大力扶持。这家公司比较特殊，尽管它自身每年投入巨资搞研发，与此同时，包括美国、欧盟等其他机构的技术研发成果，也都无条件地注入该公司，以确保其在光刻机产品上的领先地位。可以说，它是举欧美整体之力，而支撑起来的超级 科技 公司。目前世界上绝无仅有。它有点像飞机制造领域里的波音和空客，前者是美国举国之力，后者是欧洲举各国之力。

3、其实，光刻机市场并不大，占市场份额80%的ASML公司，2019年的销售额才21亿欧元，也就200亿元人民币的盘子。因此，很多公司看不上这一块市场。认为，有ASML就可以了，其生产能力也足以供应全球市场需求。然而，由于美国对中国搞技术封锁，使得中国无法购买到ASML最先进的光刻机设备，这才使得光刻机走上前台，备爱瞩目。

其实，世界上任何一个国家或公司，如果从头研发一种制造业的生产设备，都面临非常大的困难，何况要研发最精密制造设备光刻机呢？以美国当下的 科技 实力，如果让美国再创建一家光刻机公司的话，也得从头做起。

没见过光刻机，总看见过微雕了吧？没看见过微雕，总听过鸡蛋壳里做道场这句话。

光刻机是被中国人自己丢掉的，不要怪别人忽悠，是傻瓜才听别人忽悠，你能承认自己是傻瓜吗？还有就是软件，各种各样高精尖工业软件，也还在别人的手里。这些是美国人打压中国才露出的问题，美国可以肯定的讲早在一百年就布了个大局，从意识形态到文化经济，只有一个出乎美国意料是中国共产党的胜利和中国的崛起。

中国一直都在破美国的局同时也在崛起的路上。我只希望中国的智库先生多一些实事求是的精神给中国政府出一些有利于中国前进的方案和遇到困难解决的手段！

实事求是。这是毛泽东思想的精髓！毛泽东就是实事求是的根据中国不同阶段所产生的问题，不断的调整前进的方向和提出解决问题的方法。

我相信只要有共产党在，光刻机和芯片软件都是前进路上的小石头，办法总比困难多！

没有什么外星人和外星技术，至少目前还没有接触到！有的就是人类对自身的短视和偏见！短视和偏见最近在美国人身上看到了，希望中国人身上没有。

光刻机没有那么神秘，它只是一项技术。神秘的是 历史 总是每前进一波，就会回踩一下筑底确认，然后再艰难爬坡，而不是线性地一路向上，这里面有很多遗憾，让人唏嘘。

上世纪60年代，我国已布局研发光刻机，中科院于1965年研究出接触式光刻机，并于1970年开始研究计算机辅助光刻掩膜工艺。此外还有：武汉无线电元件三厂于1972年编写了《光刻掩膜版的制造》，清华大学1980年研制的光刻机技术精度已达3微米。但光科机技术于上世纪八十年代被叫停，20几年的技术积累就此终结。

此外还有一些出乎我们意料的情形：

武汉于晚清末期，已在洋务重臣张之洞主持下，街头出现了国内最早的公用电话；电影于1895年诞生在法国，第二年便落脚于上海，上海电影产业于上世纪二十年代，几乎和世界电影发展保持了同步，被称为东方好莱坞。

最初实验性的动画虽然不是诞生于中国，但万氏兄弟于1922年在上海做出了动画片《舒振东华文打字机》，1926年做出了《大闹画室》。美国迪士尼由米老鼠主演的《汽船威利号》于1928年才正式诞生，这至少说明中国动画起不一点也不晚。万氏兄弟于1941年制作的《铁扇公主》，和迪士尼于1937年制作的《白雪公主》难分伯仲，它深刻影响了日本一位名叫手冢炙虫的医生，手冢毅然转行学习动画，并以代表作《铁臂阿童木》为日本动画打下了基础。

以上既不是为了说明“我们祖上比你强多了”，也不是为了发放马后炮式的牢骚，而是想表明，纯粹技术性的 探索 和发现，中国就算在比较困难的时期也总是走在世界前列的，但我们似乎总是在系统性、长远性的设定上欠缺，一再地吃那种“起得很早，却赶了晚集”的亏，这也表明，一个国家、民族的真正复兴，苦练内功的时候已经到来了，躺赢的想法再也立不住脚了。

地球上，一切 科技 的发展，都是人类智慧的结晶，至少在当下，没有足够令人信服的理由，能证明有外星人的存在，并将光刻机技术传授给了欧美国家。

光刻机，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，被称为“现代光学工业之花”，制造难度非常大。

目前，全世界只有ASML、尼康、佳能、SUSS、.台积电、中芯国际、上海微电子装备等少数几家公司能制造，可谓高 科技 领域的皇冠。

其中，荷兰的ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的供应商，市场占有率达至少有到80%，显示了此领域排头兵毫不动摇的地位。

5月15日，美国商务部宣布，将全面限制华为，购买采用美国软件和技术生产的半导体。对此，华为仅用一句话回应：“没有伤痕累累，哪来皮糙肉厚，英雄自古多磨难。回头看，崎岖坎坷；向前看，永不言弃。”

美国竭尽全力，打压一家中国民营企业，要将其置于死地，这在全世界都是绝无仅有的，为了打击华为，美国修改制裁规则，要求所有用过美国技术或设备的公司，不得卖芯片给华为。

由于美国的全力打压，对中国搞技术封锁，将使得中国无法通过正常渠道，购买到全球最先进的光刻机设备，一旦总部位于中国台湾新竹科学园区的台积电被切断，内行人都知道，形势就急转直下了。

在美国宣布限制代工厂给华为供货的同一天，位于上海的中芯国际，突然宣布重大消息：国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期，将分别向中芯控股旗下的中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元，以获取23.08%和11.54%的股份，总计22.5亿美元。

与此同时，华为与中芯国际则已强强联手，中芯国际14纳米给华为代工了麒麟710A芯片，良品率达到95%以上。

目前，中芯国际已攻克了7纳米技术，并不依赖最先进的EUV光刻机，估计年内可以量产，这也能解决华为7纳米芯片的生产，至少在芯片领域，美国人已无法令华为似中兴那般举手投降。

假以时日，中国科研工作者也能攻克比7纳米精度更高的芯片，对华为的保护显然已上升到国家层面，政府不可能让华为倒下。

在芯片领域，将投入海量资金和科研人员，绝不甘心被他人打压而彻底趴下而认怂，这不符合中华民族生生不息的强大战斗精神。

多少听上去不可能，如航空发动机，被称做“螺蛳壳里做道场”，光刻机用的纳米 科技 ，纳米不过一个较小的长度单位，10的负9次方米，打个比喻，一根头发直径的六万分之一，这样一说可见，7纳米的芯片，也没有多大对吧？因此被称为外星 科技 ，也不过分。

现在的芯片，多种多样，开始进入信息时代的全球 科技 ，因为使用广泛，从而成为 科技 领域的最高代表之作，其中尤以荷兰的阿斯麦芯片，最为突出，占据全球高端芯片市场的90%。

芯片制造，使摩尔定律开始失效，集中体现在光刻机，被称为打印思想的钢印机器。要说到它的恐怖程度，给了你制造光刻机的图纸，同样造不出来，原因正在于它的一切设备都集中了最具尖端的技术。

如光源来自美国的Cymer，镜头则来自德国。谁供设备谁受益，成为股东之一，三大股东分别是美国英特尔，韩国三星和中国台湾的台积电。公司总部虽设在荷兰，技术则没有荷兰多少事。

形成了垄断，自可分食而肥，一台上亿美元，即便如此，此前几年，7纳米的光刻机，还不卖我们呢，有意思的是今年在无锡设立了维护工厂，也见我们经过持续努力，进步有多么大。

技术集中于欧美，实事上正对不少国家形成技术瓶颈，这便是拼了命也要打压华为的原因呀。过去传说从不招中国工人，现在随着多少核心技术的陷落，不得不从魔性与任性掉下来，全球化有你，也有我。

光刻机可以说是半导体工业的尖端技术，在半导体集成电路方面有着至关重要的作用。光刻机的主要技术确实掌握在欧美国家手里，中国在这一方面还有很大的差距。

由于这个东西实在太过于间断，也许有人认为这个东西是不是外星人的技术，事实上这主要是中国和美国的差距太大导致的。美国有很多技术，在如今的中国人看来都可以算是外星人的技术，例如军舰用的LM2500燃气轮机，美国上世纪70年代的产品，中国现在都还羡慕得要命。虽然通过乌克兰，中国弄出了燃气轮机，但是性能还是差不少。美国的黑鹰直升机，中国现在还做不出性能这么好的直升机。美国的核动力航母、核动力潜艇，更是让中国羡慕得要命，这里面的差距恐怕不必光刻机少。

光刻机主要是因为涉及到光源、精密仪器等工业基础方面的东西，中国在这方面的短板实在是太大。现在虽然在奋起直追，但是也不是短期内能够解决的。这些都是西方国家经过上百年的积累才有了今天这样的成就，中国想在这方面赶上还需要很多人力物力时间的投入。光刻机之所以这么受瞩目，主要是因为在芯片制造方面起着不可替代的作用，荷兰的ASML公司目前几乎垄断了世界高级别的光刻机，由于西方的封锁，中国无法得到最先进的极紫外线光刻机，所以在芯片制造方面一直落后于台积电，这也极大地制约了中国的半导体发展。

总之，中国现在也意识到了这一方面的差距，也投入大量的人力物力，但是说实话，短期内真的很难赶上，这是西方上百年积累的优势，不是那么容易突破的。

光刻机的技术有没有可能是外星 科技 ，欧美各国瓜分了技术

要说有这样想打的脑洞确实挺大的，光刻机的技术并不是什么外星人技术，而是人类文明的成果，如果说是外星人的 科技 成果，那么就不可能仅仅是7nm或者是5nm制程的芯片了，而是采用1nm制程，或者是更加先进的制程。

目前来说， 真正能够生产制造光刻机的公司就是荷兰的ASML公司，也是全球最大的光刻机设备以及服务提供商家，而且在光刻机的高端市场中，荷兰ASML公司可以说是独占80%的市场份额，而升级的20%光刻机市场份额还是属于低端市场的，有中芯国际和上海微电子占据。

刚开始的研发光刻机公司是由飞利浦公司和荷兰ASML公司联合制造的，后来荷兰ASML公司收购飞利浦的股份， 开始真正的独立研发出来光刻机设备，而要说光刻机这种设备，并不是什么外星 科技 ，而是由不同国家能够合力生产出来的设备，有来自美国的光源，这是光刻机非常重要的设备部件，还有德国的镜头，瑞士的轴承等， 这些都是荷兰ASML公司经过几十年时间慢慢积累出来的，不是说能够一朝一夕生产出来或者研发出来的。

我国光刻机的发展状态以及能够达到的先进制程工艺

现在我们国家也是能够独立的生产出来光刻机的的，虽然说在光刻机的制程工艺上面不及荷兰顶级光刻机，但是也是能够有达到90nm或者28nm的水平， 在2002年的时候，光刻机被列为重大的 科技 攻关计划，在上海市和 科技 部的共同推动下，成立有上海微电子有限公司，经过十几年潜心的发展，现在的已经能够基本掌握光刻机制造的基本技术 。

光刻机的技术难以掌握是由于西方国家对我们的技术封锁，以及我们还没有形成一种完善的周边元器件的供应，这才是为何现在的国产光刻机制程远不如荷兰ASML公司的原因，这里面不仅仅涉及到芯片的研发，还有芯片的制造，芯片最为先进工艺的封装等，可以说光刻机是工业上的一颗明珠也是毫不过分的。

这个问题很有意思，但我觉得这绝对不是外星 科技 ，因为光刻机的原理其实并不复杂，在普通人眼里可能是觉得很神奇，但光刻机这个东西真的并没有那么神器，下面我说一下为什么我觉得这绝对不是外星 科技 。

外星 科技

很早以前就有很多自称见过外星飞船的目击者，我们试想一下，如果这是真的呢？

如果真的是外星人，光刻机的技术是他们带到地球来，然后被某个国家拦截打了下来，发现了光刻机的技术，那么外星人都已经有可以远距离行驶的宇宙飞船了，甚至可以进行空间跳跃， 那么为什么他们还会有光刻机这样的技术？ 光刻机对地球人来说可能非常先进，但对已经拥有宇宙飞船的外星人来说，这项技术明显应该是很落后了，所以我才觉得这不是外星人的技术，这只是第一点。

第二点

这第二点就是按照上面说的是光刻机的技术是外星人带过来的，被其它国家拦截击落发现的，那么按理来说这项技术只应该会被那个国家或某个企业给垄断，

但是现在光刻机市场只有80%是阿斯麦的还有20%的剩余，阿斯麦并没有完全垄断，现在其它国家还有很多企业在研制光刻机，所以完全说不通，难度这项技术被共享了?

我觉得没有哪个国家愿意开放这种技术，所以我觉得这不是外星 科技 。

光刻机的原理

上面说了光刻机并没有那么神奇所以我在这了解一下光刻机。

光刻机别名“掩模对准曝光机”主要用于生产芯片、封装和制造LED。

光刻机还分为3种类型， 接触式光刻、直写式光刻、投影式光刻 。

接触式光刻通过无限接近然后进行复制图案。

直写式光刻是将光束汇集成一点，然后通过运转工作台和扫描镜头来进行图形加工。

投影式光刻就是类似胶片摄影里的洗胶片，将光线投影到胶片上曝光，然后浸泡到显影液里得到想要的图像，投影式光刻机的工作原理就是这样的，也因为这样投影式光刻机有效率高并准确的优点，现在成为了主流的光刻技术。

看完这个现在感觉光刻机原理没有那么神奇了吧。

最后

最后总结一下，光刻机这项技术是人类自己创造了，并不是外星技术。光刻机是人类 科技 发展的必经过程，有了光刻机人类 科技 才能更近一步。

现在的时代用三体里面的一个词我觉得只能是 科技 爆炸，因为变化实在太快了，手机这种东西出现的时间不长，现在却已经成为了可以替代电脑的存在，其中手机芯片的光刻机更是进步飞快，但我们中国的光刻机技术起步晚，对最先进的阿斯麦显得非常落后，不过现在中国的光刻机技术进步是十分明显的，要不了多久，可能就可以超过阿斯麦，成为全球第一了。

【我国光刻机发展困难，是因为光刻机中有被外国瓜分的外星 科技 ？】

有人觉得现在我国光刻机发展困难，是因光刻机的技术中有含有外星技术。 所以我们不能突破的因素就在于此，我们没有获得外星技术，所以光刻机领域一直处在一种被动的境地。 这种情况的可能性大吗？我们的光客机真的是因为缺乏外星技术，所以发展困难吗？今天我们就来一起研究一下。

那离不开的技术限制

光刻机一直是一个令我们头疼，甚至感觉到窝心的问题。而我国光刻机技术为何难以发展？我觉得最主要的因素还是在于技术的限制，以欧美国家为首国家，他们签订了瓦森纳协议，在这个协议中明确规定了，成员国之间享受技术互惠，而对于中国朝鲜等国家，是禁止技术的传递。

我们的技术一直在被限制；各种协议的不到限定，让我们在技术发展中一直受到了影响。而光刻机对于技术的要求更大，因此我们很难发展。

从ASML成功找原因

1.ASML的成功之一，是因为多种技术的集合。比如它的光源来自于美国Cymer，光学模组来自德国蔡司，计量设备是美国，德国 科技 ，传送带则来自荷兰VDL集团。可以说多种技术的来源让光刻机能够迅速的发展，也成就了ASML。

2.拉拢股东，三星，台积电，海力士，英特尔等企业拉拢成为它的股东，从而得到丰富的技术和资金的支持。

其实，光刻机中将近80000多零部件，这些大多数是国外进口，比如离子注入机，单晶炉，晶圆划片机，纳米级陶瓷粉，微波陶瓷粉体，功能性金属粉体，来自于全球几百家企业。它的零部件才能够形成最优组合！

打破束缚，是一种长期的旅途

我们可以通过阿麦斯成功之道，如果中国光光刻机想获得成功，就必须要打破种种的束缚，而这种束缚不仅仅是多个国家多加企业所提供的零部件，更多的是在技术上面的共享以及技术上面的突破。

我一直认为我国如果想突破光刻机，一定要走自己之路。如果一味的去想模仿或者仿制，我们只会拾人牙慧，只有自己打破技术的限制，寻求一条属于我们的路，才能真正的实现光刻机的自主。

高端光刻机为什么难“买”又难“造”？

光刻机被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上，在某种程度上来说，光刻工艺的决定了半导体线路的线宽，同时也决定了芯片的性能与功耗，越高端的芯片，所需要的光刻工艺也越先进。

“工欲善其事，必先利其器”，光刻机就是芯片制造中的那一把“利器”，也被誉为半导体产业皇冠上的明珠。光刻机的主要作用是将掩模版上的芯片电路图转移到硅片上，在某种程度上来说，光刻工艺的决定了半导体线路的线宽，同时也决定了芯片的性能与功耗，越高端的芯片，所需要的光刻工艺也越先进。

大家都知道，芯片很重要，离开了芯片，几乎所有电子设备都会失去作用。但要是离开光刻机，自然也就制造不出芯片，同样也不可能有手机、电脑等电子设备的产生。

光刻机的关键技术：以光为媒，刻化微纳于方寸之间

指甲盖大小的一枚芯片，内部却包含了上千万个晶体管，犹如一座超级城市，线路错综复杂，这跟光刻机的工作原理相关，其中涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进学科。因此光刻机是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备，具备极高的单台价值。

如果单纯从工作原理的角度来解析，光刻机并不复杂。“以光为媒，刻化微纳于方寸之间”，光刻机是通过串联的光源能力以及形状控制手段，将光束透射过画着线路图的校正，经过物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，然后使用化学方法进行显影、刻蚀处理，最终得到刻在硅片上的电路图。

但是它最难的在于，需要在极小的空间内完成超精细的纳米级雕刻工艺，为具备这项能力。需要掌握的关键技术有很多，主要包括以下几种：

1、“微缩投影系统”即所谓的“光刻机镜头”。这种镜头不是一般的镜头，其尺寸可以达到高2米直径1米甚至更大。光刻机的整个曝光光学系统，可能需要20多块锅底大的镜片串联组成，将光学零件精度控制在纳米级别。每块镜片都由高纯度透光材料制成，还包括高质量抛光处理等过程，一块镜头的成本在数万美元上下;

2、既然叫做“光刻机”，所以“光源”也是光刻机的核心之一，要求光源必须发出能量稳定且光谱很窄很窄的紫外光，这样才能保证加工精度和精度的稳定性。按照光源的发展轨迹，光刻机从最初的紫外光源(UV)发展到深紫外光(DUV)，再到如今的极紫外光(EUV)，三者最大的不同在于波长，波长越短，曝光的特征尺寸就越小。

(资料源自上海微电子官网、东兴证券研究所，OFweek电子工程网制图)

最早的光刻机采用汞灯产生的紫外光源，从g-line一直发展到i-line，波长从436nm缩短到365nm。随后，业界利用电子束激发惰性气体和卤素气体结合形成的气体分子， 向基态跃迁时所产生准分子激光的深紫外光源，将波长进一步缩短至193nm，由于在此过程中遇到了技术障碍，因此采用浸没式(immersion)等技术进行矫正后，光刻机的极限光刻工艺节点可达28nm。

如今，业界最先进的光刻机是EUV光刻机，将准分子激光照射在锡等靶材上，激发出波长13.5nm的光子作为光刻机光源。EUV光刻机大幅度提升了半导体工艺水平，能够实现7nm及以下工艺，为摩尔定律的延续提供了更好地方向。而业界也只有ASML一家能够提供EUV设备，处于产业金字塔顶端;

3、分辨率，对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受光源衍射的限制，所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面都有关系，总体来说，分辨率和光源波长的关系可以用公式“R(分辨率)=K1(工艺参数)λ(光源波长)/NA(光学镜头的数值孔径)”;

4、工艺节点，是反映芯片技术工艺水平最直接的参数。工艺节点的尺寸数值基本上和晶体管的长宽成正比关系，每一个节点基本上是前一个节点的0.7倍，0.7X0.7=0.49，所以每一代工艺节点上晶体管的面积都比上一代小大约一半，因此单位面积上的晶体管数量将翻番，这就是著名的摩尔定律。一般18～24个月，工艺节点就会发展一代。

工艺节点发展以28nm为分水岭，虽然依然按照0.7倍的规律前进，但实际上晶体管的面积以及电性能的提升远落后于节点数值变化。比如英特尔当时统计数据显示，他们20nm工艺的实际性能已经相当于三星14nm和台积电的16nm工艺。更麻烦的是，不同厂商工艺节点换算方法不一，导致了很多理解上的混乱。因此，只有对芯片有很高要求的产品才会采用28nm及以下先进工艺。当然，发展到现在，台积电已经开发出了更为先进的5nm工艺并实现量产，今年下半年就会有搭载相关芯片的产品面世。

高端光刻机为什么难买又难造?

一般来说，一条芯片生产线上需要好几台光刻机，而一台光刻机的造价也非常高，其中成像系统和定位系统最贵，整台设备算下来造价三千万到五亿美元不等。此外，光刻机上的零部件还包括来自瑞典的轴承、德国的镜头、美国的光栅、法国的阀件等等，都属于各个国家的高端工艺产品。

光刻机的折旧速度非常快，每天大概就要花费3～9万人民币，将其称为“印钞机”也不为过。正是因为光刻机昂贵的造价和上文中提到的各项高先进技术，ASML一年也只能制造出20多台EUV光刻机。

这么昂贵的设备，ASML公司一年卖出几台就够养活整个公司了，中国市场一直以来都是ASML看好的重点业务区域，但是却偏偏不能向中国出售高端光刻机，为什么呢?这里就要提到《瓦森纳协定》。比如中芯国际苦苦等待的EUV光刻机，虽然设备一直没到，但是也没有因此停止研发进程，已经在14nm的基础上研发出“N+1”、“N+2”工艺，等同于7nm工艺，公司联合首席执行官兼执行董事梁孟松也透露出，现阶段哪怕不用EUV光刻机，也可以实现7nm工艺。但想要大规模成熟量产，依然离不开EUV光刻机。

中国又被誉为“制造大国”，既然买不着，那自己造如何?

在过去，搜狐能 copy 雅虎，淘宝能 copy eBay，滴滴 copy Uber，那咱们能不能 copy 一个ASML出来自己造光刻机?要知道，ASML可谓是当前光刻机领域的“一哥”，尽管尼康和佳能与之并称“光刻机三巨头”，但在支持14nm及以下的光刻机上，唯有ASML一家独大。

“光刻机之王”ASML的成功难以复制。ASML出身名门，由原本荷兰著名的电器制造商飞利浦公司半导体部门独立拆分出来，于2001年更名为 ASML。

在ASML背后，还有英特尔、三星、台积电、SK海力士等半导体巨头为其撑腰，只有投资了ASML，才能成为其客户，拿到光刻机产品的优先供货权。多方资本注入下，ASML也有了更多强化自身实力的机会：

2001年，ASML收购美国光刻机厂商硅谷集团获得反射技术，市场份额反超佳能，直追尼康;

2007年，ASML收购美国 Brion 公司，成为ASML整体光刻产品战略的基石;

2012年，ASML收购全球知名准分子激光器厂商Cymer，加强光刻机光源设备及技术;

2016年，ASML收购台湾半导体设备厂商汉微科，引入先进的电子束晶圆检测设备及技术;

2016年，ASML收购德国卡尔蔡司子公司24.9%股份，加强自身微影镜头技术;

2019年，ASML宣布收购其竞争对手光刻机制造商Mapper知识产权资产。

在上文中提到，光刻机设备融合了多门复杂学科，不仅种类繁多，还要求是当前该领域最先进的技术，放眼当下没有任何一家公司敢说自己能在这些领域都做到最好。也就只有ASML能够不断通过自研、收购等方式，一步步走上神坛。

说出来很多人可能不信，我国最早研发光刻机的时候，ASML还没有出现。资料记载，1977年也就是中国恢复高考那年，我国最早的光刻机-GK-3型半自动接近式光刻机诞生，由上海光学机械厂试制。

80年代其实开了个好头，1981年，中国科学院半导体所成功研制出JK-1型半自动接近式光刻机样机。1982年国产KHA-75-1光刻机的诞生，估计跟当时最先进的佳能相比也就相差4年。1985年中国第一台分步投影式光刻机诞生，跟美国造出分布式光刻机的时间差距不超过7年。这些都说明当时中国其实已经注意到了投影光刻技术的重要性，只是苦于国内生产工艺尚不成熟，所以很难实现量产。

80年代末期，“造不如买”的思想席卷了大批制造企业，我国半导体产业研发进程出现了脱节，光刻机产业也未能幸免。

虽然后续一直在追赶国外列强的脚步，但产业环境的落后加上本来就与世界先进企业有差距，使得中国终究没有在高端光刻机领域留下属于自己的痕迹。

“眼看他起朱楼，眼看他楼塌了”，80年代初期奠定的中国光刻机产业基础就这样被轻视了。这也是为什么我国光刻机产业一直赶不上国外的原因，再加上光刻机制造所需要的各种零部件，也都受到不同程度的管制，如今想再追回来，实在太难。

中国高端光刻机正在路上

2001年， 科技 部和上海市于2002年共同推动成立上海微电子装备公司，承担国家“863计划”项目研发100nm高端光刻机。据悉，中电科四十五所当时将其从事分步投影光刻机团队整体迁至上海参与其中;

2008年， 科技 部召开国家 科技 重大专项"极大规模集成电路制造装备及成套工艺"推进会，将EUV技术列为下一代光刻技术重点攻关的方向。中国企业也将EUV光刻机列为了集成电路制造领域的发展重点对象。

如今，国内从事光刻机及相关研究生产的除了上海微电子装备、合肥芯硕半导体、江苏影速集成电路装备以外，还有清华大学精密仪器系、中科院光电技术研究所、中电科四十五所等高校/科研单位。

在研发成果上，2016年，清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2016年，清华大学“光刻机双工件台系统样机研发”项目成功通过验收;2018年，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备”通过验收，也是世界上首台用紫外光源实现22nm分辨率的光刻机，意义在于用便宜的光源实现较高的分辨率，用于一些特殊制造场景。

可以看到，在光刻机的自主研发进程上，中国也取得了很大的进步。但相对来说比较缓慢，要想真正研发出高端光刻机，需保证多个学科和领域的技术水平达到或者超过世界先进水平，任何一环节落下都会影响产品的性能。

这是美国的精准打击，有本事查查这个馊点子是如何出笼？我觉得正是我们50年代人掌舵时缺乏几乎所有科学知识，被自己权力切割，连同40后与60后的纽带一同切掉，30后已失能，40后除做房地产的尖子，其余趋向失能，50后是鸿沟的分界，权力中心做自然科学的极少，人才都是做买卖的，买不到自然只有造，说造，得创新，虽然少，但不乏有能做光学化学电学，机电一体化的，光电的组织能力，基本都要退休能要吗？后来60，70都是40，50教的，他们都缺乏系统边缘渗透交融能力，天天喊隔行如隔山，各霸一方，搞这种综合高 科技 设备既缺乏专业精通，又少有隔行合作的气量，包括航空发动机也一样，他瞄准了不打这，那打什么？

因为世界上的高端光刻机只有荷兰在生产，产量有限所以难买。光刻机融合了工业制造的几乎各个方面的高精技术所以也难造。

高端光刻机难买是因为以美国为首的西方国家对中国进行严密的技术封锁，难造是因为光刻机是高 科技 的集成产品，在我国基础如此薄弱的情况下还能取得如此成绩本身就是一个奇迹，假以时日，光刻机也会象盾构机一样被攻克。

难买是别个不想让你超越自己！难造是因为之前有配套设施没把它当回事！接下来重视起来了就不难造了！

芯片制造专用的前道国产光刻机现在进展情况如何了？是不是连28NM都没有突破？

最近半导体领域之中传来了两个好消息，首先就是华为旗下的哈勃投资了北京科益虹源光电技术公司，并且成为了这家企业的第七大股东。北京科益虹源主营业务是光源系统，而光源系统就是制造光刻机的核心技术之一。同时，北京科益虹源也是全球第三家193纳米ARF准备分子激光器企业。

第二个好消息是，国产光刻机巨头上海微电子目前已经表示，新一代的光刻机会在今年年底或者是明年年初实现量产，而在光源系统之中，采用了与阿斯麦DUV光刻机一样的光源技术，波长突破了193纳米。这就意味着国产代工企业将在今年或者是明年年底就能够实现7纳米工艺的代工水平，并且是在没有阿斯麦光刻机的情况之下。

可以说光刻机领域之中接连传来这两个好消息，对于我们而言，对于国产芯片未来的发展而言，起到了一定推促的促进作用，毕竟一直以来在光刻机领域之中，荷兰的阿斯麦占据绝对的垄断地位，尤其是在极紫外光刻机领域之中，更是处于绝对垄断的地位。

而国内在芯片上的短板就是因为缺少极紫外光刻机，所以导致中国企业没有办法生产出7纳米以及5纳米这样先进制程工艺的芯片。2018年，中芯国际曾经从阿斯麦买订购过一台euv光刻机，但是说到瓦森纳协定的影响，阿斯麦至今都没有出货这台EUV光刻机

后面中兴以及华为的限制使得国内科技企业自主研发的意识被彻底唤醒，于是在这样的情况之下，所有的国内厂商将希望全部中寄托在了中国光刻机企业身上。为了解决这一难题，华为在第一时间就宣布扎根半导体领域，另外，中科院也宣布入局光刻机，并且将光刻机变成科研清单。

好在伴随着时间的推移，如今一个又一个的好消息传来。关于光刻机的两个好消息传来，意味着中国心再次迎来了春天。而这对于阿斯麦来讲当然不是什么好事情。

北大教授曾经说过这样一句话，如果中国依旧拿不到阿斯麦的光刻机，那么在三年之后，中国就将会掌握这项技术，并且一旦中国掌握了这项技术，那么其生产的产本成本一定比任何一个国家都要便宜。

北大教授的这一番话，可以说对于阿斯麦来讲，更是一个重磅炸弹，失去中国市场的阿斯买强会面临地位的威胁，如今日本的尼康以及佳能正在不断崛起，挑战这阿斯麦所在的地位，如果中国真的掌握了光刻机技术，那么阿斯麦想要在进入国内市场基本上没有可能，更不要提凭借中国市场稳固其地位的梦想了。

光刻机的问题解决了，那么芯片的问题自然也就不是问题了。早在芯片禁令实施之初，张召忠就曾经公开表示，再过三年，美国的芯片将会无人购买，因为到那个时候，中国的芯片将会到处都是。

如今看起来，张召忠果然没有说错，相信过不了多久，我们在芯片领域也一定会迎来一定的突破，中国芯片在未来一定会拥有更好的发展，而对中国企业实行打压的硅谷，在将来也一定会尝到失去中国市场的苦果。

1965年我国就有了光刻机，为什么现在却大幅度落后？

我国从1965年起就已经有了光刻机，但之所以现在大幅度落后，可能是由于以下几个原因造成的：

在有了光刻机之后遭遇了国际间的冲突，导致我国的观客机发展受到阻碍。1965年，我国的第1台光刻机是从外国进口的，直到现在为止全国只有两个国家拥有光刻机的高科技手段。特别是荷兰的光刻机技术在全球是遥遥领先的，但由于荷兰受到美国的影响，并不愿意把光刻机的相关技术和设备出口给中国，导致中国的光刻机的技术研发和发展，大幅落后，经过了几十年的不断演变，也就造成了我国现在的光刻机的技术仍然没有达到成熟阶段。

很多光刻机的零件部位需要出口，本地没有生产。光刻机所要求的科技含量非常高，特别是一些零件部位需要完全依赖外国的出口，因为这些零件需要有专业的设计师和科技人员进行长时间的打磨和研发之后，才达到了光刻机零件的标准。从中国目前已有的相关技术来看，想要达到此项科技仍然需要一定的时间，因此从这一角度而言，也会出现大幅度的落后。

光刻机的印制必须清晰和准确，这一点我国的技术尚未达到。光刻机对镜头技术的要求很高，基本上达到了普通镜头的千万分之一，这就意味着芯片上的所有电路图除了依靠高科技手段之外，还需要有独特的光刻机研发技术，才可以使得芯片上的印制图案清晰准确。虽然我国也有部分的光刻机，但精确度没有外国出口的光刻机清晰度和准确度高，导致我国在后续的芯片研发和光刻机的发展中受到了很大的阻碍，在使用的过程中并没有体现出良好的性价比，种种因素就造成了我国的光刻机在全球都已经大幅的落后。

光刻机：芯片界的“印钞机”

10月4日晚，芯片制造商中芯国际(00981.HK)在港交所公告确认，已受到美国出口管制。9日，中芯国际宣布称，基于部分自美国出口的设备、配件及原材料供货期会延长或有不准确性，公司正在评估该出口限制对本公司生产经营活动的影响，或造成重要不利影响。

此次，美国选择对中芯国际进行“进出口管制”的限制，也是为了对我国芯片制造领域进行压制。

目前全球半导体设备领域，美日两国垄断了全球80%左右的市场份额，其中美国占全球50%的市场，日本占30%，且在先进工艺上没有替代品，荷兰的ASML（镜头来自德国）基本受控于美国指令，因此相当于美国把光刻机这一块给控制了。

中芯国际是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业，提供 0.35微米到14纳米制程工艺设计和制造服务，其中最重要的就是光刻机。

作为芯片制造的核心设备——光刻机是关键核心技术。光刻机对机械精度要求非常高，光刻机中心的镜头由很多镜片串联组成，一块镜片要数万美元，镜片的抛光工作其技术积淀需要几十年甚至上百年，所以对于起步较晚的我国来说，发展自己的光刻机技术可谓一场攻坚战。

所以如果中芯国际被美国“限制”，其他芯片制造企业再“断供”的话，对于国内很多电子设备制造企业来说，将会彻底处于受制于人的被动状态。

所幸，目前我国已经在努力冲破其他国家的封锁和遏制，最好光刻机的公司每年也都会新增数百项的专利。

有报道称，而为了应对当前的不利形势，中芯国际在几个月前就从日本等国家采购了大批的关键设备和零部件，能够保证在一段时间内业务可以持续开展，避免出现断供。同时，中芯国际也已经计划在2020年内建设一条可生产40nm芯片的生产线，3年内完成28nm生产线的建设，以完全削弱对国外技术的依赖。

对于我国光刻机技术的发展，刚刚结束的“第三届半导体才智大会”上，新落成的中国第一家“芯片大学”——南京集成电路大学，也对我国未来芯片事业的发展才提供关键利好。这也是自美国对华为等公司进行芯片限制后的1年多时间以来，我国在 科技 领域及半导体领域的大进展。

如果说“限制”华为是美国政府对中国 科技 产业打压的开始，那么刚刚又宣布对中芯国际的“禁令”，或是美国“绞杀”中国半导体产业链的开始。因此，对于我国高 科技 企业而言，要尽快推进自主研发的能力，避免接下来更多中国半导体产业链企业被打击。