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国产90纳米光刻机可以干什么？

可能大家的目光被台积电和ASML（阿斯麦）吸引住了，以为芯片不用5nm工艺制程制造，都不好意思说自己是芯片，没有极紫外（EUV）光刻机，都不能说自己是芯片制造大厂。

90nm国产光刻机是目前我国最先进的光刻机，属于国家重大科技攻关项目。但是，5nm工艺和极紫外光刻机都是高端货好吗，换句话说，全球也就是苹果、华为、高通等一只手都能数得出来的厂家在玩，即使这些土豪金厂家，也不是所有的芯片都用5nm工艺+极紫外光刻机的超豪华套餐，仅仅A14、麒麟1000、骁龙875等未来旗舰芯片在享用，至于中端的麒麟8系列、骁龙7系列，用的是低一个档次的工艺制程7nm。

这么说吧，全球最先进的光刻机和最酷毙的制程工艺，基本都用来伺候个位数的手机SoC芯片了，牛掰如英特尔，目前最先进的芯片制程工艺也就是10nm（相当于台积电深紫外{DUV}光刻机下的7nm工艺）。即使在台积电这里，代工的大部分芯片看起来也是很“低端”的。

根据台积电2019财年第四季度报告，7nm在出货量中占比35%，10nm、16nm及以下工艺占出货量比例达到65%。这是全球最先进晶圆代工厂的业务数据，到老五中芯国际这里，同样是2019财年第四季度，28nm及以下工艺占比达到99%，90nm及以下工艺占比达到46.8%，而且150nm及以下工艺比例达到39.1%。

连中芯国际这种能在全球排上号的晶圆代工厂，90nm及以下工艺比例接近四成，全国几百家冒不出头的芯片制造厂，90nm工艺妥妥的就是最先进的制造技术了。也就是说，目前芯片制造的主流工艺其实也就是28nm到90nm，也是比较赚钱的技术段位（7nm及以上是最赚钱的）。

如果将芯片制程工艺比作金字塔，塔尖是10nm及以上工艺，14nm及90nm就是塔腰，90nm以下就是塔基。说到这里，国产90nm光刻机的战略意义就展现出来了。虽然它是低端光刻机，但打破西方技术封锁，可以保证绝大多数国产芯片制造厂不被“卡脖子”，国产的wifi芯片、蓝牙芯片、电源管理芯片、显示芯片、单片机、低容量存储芯片等大量低端芯片

可以说没有了后顾之忧，保证了国民经济的稳定运行（想想家电产品、汽车产品上的单片机，电视的机顶盒芯片，如果不能稳定国产，一卡一嗝屁是多么可怕的事）。正因为如此，国产90nm光刻机的价值怎么说都不过分。

中国的光刻机是什么水平？与世界先进还有多大差距？如何追赶？

中国光刻机距离世界先进水平，还有较大的差距。

第一，目前全球最先进的光刻机，已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。

而ASML也不是自己一家就能够完成，而是国际合作才能实现的。其中，制造光源的设备来自美国公司；镜片，则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。

第二，中国进口最先进的光刻机，是7nm。

2018年，中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机，当时预交了1.2亿美元的定金。请注意，当时这台机器还没有交付，而是下订单。

但国内市场上，其实已经有7nm光刻机。在2018年12月，SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。

第三，目前国产最先进的光刻机，应该是22nm。

根据媒体报道，在2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米。

请注意该报道的标题：“重大突破，国产22纳米光刻机通过验收。”

也就是22nm的光刻机，已经是重大突破。

22nm的光刻机，关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权。”

有关报道中的“全新的技术”，也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下，实现的这一次技术突破

中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。

华为麒麟受制于人，中芯国际不堪大用，澎湃芯片久不见进展，虎愤芯片勉强能用。

实用更是有很远的路要走。

大家放平心态。

中国光刻机现在达到了哪个水平？

中国光刻机现在达到了22纳米。在上海微电子技术取得突破之前，我国国产的光刻机一直停留在只能制造90nm制程的芯片。

这次我国直接从90nm突破到了22nm也就意味着我国在光刻机制造的一些关键核心领域上已经实现了国产化。而自己掌握核心技术有多重要自然不言而喻，在突破关键领域以后，更高阶的光刻机的研发速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁，成功研制22nm光刻机，中国芯正在逐渐崛起。

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。

现代光学工业之花——光刻机

光刻机（Mask Aligner）是采用类似照片冲印的技术，把掩膜板上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上的设备，是制造芯片的核心装备，也是目前顶尖 科技 的代表。中美 科技 竞争下，因光刻机使用部分美国技术，华为自研的高端芯片供应链被掐断，中芯国际也无法采购最先进的EUV。高端光刻机已成为当前中国半导体的软肋。

高精度光刻机的制造工艺极其复杂，核心零件便有8万个左右，共需要超10万个零部件，因此，光刻机也有了“现代光学工业之花”的称号。如此高的制造门槛，也就导致了光刻机制造领域的玩家也寥寥无几。“头部玩家”基本被荷兰阿斯麦（ASML），日本的尼康和佳能垄断：

佳能光刻机

佳能光刻机的 历史 始于对相机镜头技术的高度应用。佳能灵活运用20世纪60年代中期在相机镜头开发中积累的技术，研发出了用于光掩膜制造的高分辨率镜头。此后，为了进一步扩大业务范围，佳能开始了半导体光刻机的研发，并于1970年成功发售日本首台半导体光刻机PPC-1，正式进入半导体光刻机领域。目前，佳能的光刻机阵容，包括i线光刻机和KrF光刻机产品线。佳能已累计出货5600余台光刻设备，覆盖众多领域，尤其是在步进光刻机细分市场，佳能有超过80%的市场份额，受到了中国客户的喜爱。

尼康光刻机

尼康则是凭借相机时代的积累，在日本半导体产业全面崛起的初期，一度成长为全球光刻机巨头，独占行业50%以上的份额。手里的大客户英特尔，IBM，AMD，德州仪器等几乎每天堵在尼康门口等待最新的产品下线，一时风光无两。然而，在美国政府将EUV技术视为推动本国半导体产业发展的核心技术后，美国便将自己一手支持的当 时尚 属小角色的阿斯麦推上前台，并在半导体干湿刻法的技术之争中胜出，尼康也由此开始衰落。其昔日的客户和盟友纷纷背叛，晶圆代工厂基本都将尼康的光刻机排除在大门之外。尼康目前出货的光刻机基本只能卖给三星，LG，京东方等用来生产面板。受各业务下滑影响，尼康不得不进行了多次的大规模裁员。

ASML光刻机

ASML现在则是光刻机制造领域无可争议的霸主。它为半导体生产商提供光刻机及相关服务，其TWINSCAN系列是世界上精度最高，生产效率最高，应用最为广泛的高端光刻机型。全球绝大多数半导体生产厂商，都向ASML采购TWINSCAN机型，比如英特尔（Intel）、三星（Samsung）、海力士（Hynix）、台积电（TSMC）、中芯国际（SMIC）等。

市场上的主力机种是XT系列以及NXT系列，为ArF和KrF激光光源，XT系列是成熟的机型，分为干式和沉浸式两种，而NXT系列则是主推的高端机型，全部为沉浸式。

ASML基于极紫外（EUV）光源的新型光刻机，型号定为NXE系列，是一个划时代的产品，关键尺寸在10nm以下的芯片晶圆，只能用EUV光刻机生产，ASML实现了该领域的100%垄断。

在国产光刻机制造企业当中，上海微电子相对比较出色。

目前，上海微电子能量产的光刻机是在90nm，其主要在低端光刻机领域发力，在低端领域拿下全球40%的市场份额。而中国有80%的低端光刻机都来自于上海微电子。今年，上海微电子将交付中国首台28nm immersion式光刻机，制程技术进步不小。

以上对比可以看出，中国和日本在光刻机领域已存在不小的差距，而在与全球顶尖供应链厂商ASML相比时，更是难以企及。难怪ASML公司总裁放言，就算把图纸给我们的公司，也永远仿造不出顶级光刻机！这话虽然听着让人非常不爽，但是不得不承认这就是现阶段的现实问题！

如今，在美国霸权限制横行之下，中国已深深明白了光刻机的极端重要性。每个中国人也都心知肚明，只有我们自己真正拥有，才能无所畏惧。在芯片问题亟待解决的今天，加上国家的大力引导，中国人自己的高端光刻机必将更早成为现实。

为什么国家不能联合国内最先进的企业研发光刻机?

光刻机基本算是目前世界上科技含量最多的科技产品了，中国可以生产光刻机，但是想生产最先进的光刻机，就不是国内企业可以做到的了，最先进的光刻机凝聚了全球制造业大国的最尖端的科技，可以说是全球科技大国的共同产出品，简单依靠中国国内的科技水平远远无法达到。

芯片是半导体行业的核心，制造芯片复杂而且漫长，提炼高纯硅单晶片、制造前端芯片构建、后端封装测试等。需求经过上千道工序重复制作，涉及50多个行业制造，上千台设备配合完成。

中国无法制造光刻机的技术难度：

1、光刻机的技术难度在于“技术封锁”，一台顶级的光刻机关键设备来自于西方发达国家，美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等，这些顶级零件对中国是禁运的。所以，ASML曾说“即便给你们全套图纸，你们也造不出来”。

2、光刻机是“人类智慧集大成”的产物，环顾全球，最先进的7nm EUV光刻机只有荷兰的ASML（阿斯麦）能够生产，超过90%的零件向外采购，整个设备的不同部位同时获得了全世界最先进的技术，因此可以在日新月异的芯片制造业取得竞争优势。

3、最顶尖的光刻机集合了很多国家的技术支持，德国为ASML提供了核心光学配件支持，美国为ASML提供光源支持及计量设备的支持，ASML要做的就是做到精确控制，7nm EUV光刻机包含了5万多个零件，德国的蔡司光学设备不精准，美国的Cymer光源不精，都可能造成很大的误差。

4、与德国、瑞典、美国等一些西方国家相比，我国的芯片制造以及超级精密的机械制造方面不具备什么优势，没有超级精密的仪器，自然就很难造出顶级的设备，无法造成顶级的芯片。最关键的是，这些超级精密的仪器根据《瓦森纳协定》对中国是禁运的。

国产光刻机的“差距”：

目前国内技术领先的光刻机研制厂家是上海微电子装备有限公司，可以稳定生产90nm制造工艺的光刻机，相比ASML的7nm制程差距还是比较大，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。同样正是SMEE推出90nm制程的光刻机后，ASML对中芯国际的7nm光刻机订单放行。

中国无法购买光刻机的原因：

1、只有投资了ASML的，才能获得优先供货权，而英特尔、三星、台积电拥有ASML很大的股份。ASML的高端光刻机产量有限，2018年18台，2019年30台，其中台积电获得了18台，我国的中芯国际1台。

2、《瓦森纳协定》的限制，瓦森纳协定有33个成员国，中国不在其列，主要目的是阻止关键技术和远见流失到成员国之外，在半导体领域，受限于该协定，在芯片制造、封装、设计等方面，我国一直无法获得国外最新的科技。