中国最早光刻机自主研发的是（光刻机最早是什么时候研制成功的）

2022-12-05 22:04:20 基金 xialuotejs

59|0条评论

华为多久能造出光刻机？

目前有消息称华为将小规模自建IDM，由自己掌控芯片设计、生产、销售，从而满足自己业务的需求。这是华为应对当前断芯的一条新路线，想要实现困难很大，资源消耗绝对是天价，但是的确具有一定的可实现性，也能帮助华为现有业务。

但是，即便华为最终能自建IDM体系，也不代表华为能造出光刻机来，这根本不是华为能干的领域！

1、华为无光刻机资源累积，从零起步不可能

现在国内很多网友给我的感觉是魔症了，整天想让华为干这干那，可问题是华为只是一家私人企业，或许能在半导体这个领域干出一番很牛逼的业绩来，也能为整个芯片产业上下游提供不小的帮助，但你不能让华为将整个产业链的事情全干了！

华为目前业务体系只涉及到了芯片设计领域，当然从业务的相通性来说，部分上下游的业务华为也有能力参与，比如下游的封装，上游的代工，华为都有能力派遣自己的技术人员提供帮助，甚至部分技术人员是有能力流动到上下游的企业中工作。

但是，这并不代表华为当前有实力去研发光刻机！生产制造设备这完全是另一个领域的事情了。

光刻机是一个很庞大的体系，即便是ASML也只是系统集成商而已，其同样要向全球采购一些精密零部件才可能组合成高端光刻机，同样也需要花资源去研发各个核心子系统。这些工作华为根本没有实力来完成，光美国的制裁就已经掐断了华为全球采购零配件途径来制造光刻机。

2、我国正全力研发光刻机中，无需华为重复投资

现在光刻机我们是在靠举国之力来研发，虽然上海微电子目前只能量产90nm节点的光刻机，但事实上国内已经研发出了先进光刻机需要的核心子系统，如双工件台、浸液系统，光源等等，这些核心系统的攻关已经让上海微电子具备研发出28nm节点光刻机的能力。当前业内的消息是这个台光刻机将于年内下线，未来2年应该能实现量产。

在已经有上海微电子以及其他科研团队和厂商产业化的情况下，华为也根本没必要去趟制造光刻机的浑水，不仅耗时耗资源，而且也会影响本身的业务。

Lscssh 科技官观点：因此，华为是根本不可能去自建光刻机的，没有这个技术累积，也没有庞大的资金来支撑，能小规模自建IDM就已经是非常牛的操作了。

最后想说，各位还是放过华为吧！别整天让人家研发这个，又搞那个的，人家又不听你们的，何必自嗨呢？

最近一段时间网上一直在流传华为有可能建立自己的芯片生产线，甚至有可能自己研发光刻机。

虽然很快这则招聘信息被删除了，但是大家都将这则招聘信息解读为华为有可能正在研发自己的光刻技术。

而最近两天网上又传出华为将要自建IDM(Integrated Device Manufacture)模式转型，这种模式就是从设计——生产——手机终端等等，都是自己家生产，华为最终的目的就是打造像三星、英特尔那样具备自研自产芯片能力的超级企业。

华为之所以选择这条路线实属无奈，因为最近两年时间华为一直遭到某些国家的打压，在某些国家制裁之下，华为不能将自己的芯片委托给第三方芯片厂家进行生产，结果有可能导致自己即便有先进的芯片设计能力，也不能将这些芯片生产出来。

在这种背景之下，华为只能投入巨额资金去建立自己的芯片生产线。

但至于华为有没有研发自己的光刻机，目前我们暂时没法知道，虽然华为之前发布过一则关于光刻工艺的招聘岗位，但这个岗位有可能也是跟芯片设计有关的，因为在芯片设计的过程当中也要考虑一些光刻工艺技术。

再说华为只发布了一个岗位，如果他们真的有意研究光刻机，那肯定会招很多人的，所以从目前华为的动向来推断，他们应该不会自己研发光刻机，打造自己的芯片生产线倒是有很大的可能性。

而华为之所以没必要研发自己的光刻机，因为光刻机研发难度非常大，而且需要投入的资金非常多。

光刻机作为全球最顶尖的制造设备之一，目前只有少数国家掌握光刻机的制造技术，特别是对于7纳米以上的高端光刻机来说，目前更是只有荷兰ASML一家可以制造。

而且荷兰也并不是完全依靠ASML自己把光刻机研发出来，ASML的成功事实上是很多国家共同努力的结果，其背后有很多核心零部件都是由其他国家的企业供应的，比如镜头来源于德国的蔡司，光源设备来源于美国的企业，还有很多技术都来源于日本，美国，德国等多个国家。

而这里面有很多核心零部件西方国家都是对我国限制出口的，这意味着即便华为有意向研发光刻机，但是如果短期之内不能获取一些核心的零部件，所有的核心零部件都要自己去研发，这个过程会非常漫长，也不一定取得很好的成果，想要达到ASML那样的水平就更难了。

也正因为考虑到光刻机研发的难度以及周期非常长，所以华为应该不会自己投入太大的精力和时间去研发光刻机。

我个人认为华为最有可能的是投资入股目前中国一些具备光刻机研发实力的科研机构或者企业。

毕竟最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了一些积极的成果，比如上海微电子研究所已经成功研发出28纳米光刻机，预计将于2021年底正式投产。

再比2018年8月份，清华大学的研究团研发出了双工作台光刻机，这使得我国成为全球第2个具备开发双工作台光刻机的国家；

到了2019年4月，武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限，采用远场光学的办法，成功刻出9nm线宽的线段，实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新，这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断，在这个全新的技术领域内，我国从材料、软件到光机电零部件都不再受制于人，使得我国的光刻机技术又向前迈进了一步。

2020年5月26日，由中国科学院院士彭练毛和张志勇教授组成的碳基纳米管芯片研发团队在新型碳基半导体领域取得了重大的研究成果。

2020年7月中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张子旸与国家纳米中心研究员刘前合作，成功研发出了一种新型5nm超高精度激光光刻加工方法。

由此可见，最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了比较喜人的成果，虽然目前我们跟国际顶尖水平仍然有较大的差距，但至少这种差距正在不断缩小。

我相信未来5~10年，我国光刻技术肯定会取得突破性的发展，到时说不定我们的光刻技术就有可能达到世界先进水平，甚至是领先水平，在这种情况下，华为就可以使用国产的一些光刻机，不用担心被西方国家限制的问题。

最近，华为的一张招聘启事刷屏了，内容主要是华为东莞基地招聘光刻工艺工程师，这说明华为已经开始布局光刻机产业，由于美国的围追堵截，目前台积电已经公开宣布不会再给华为代工芯片，所以华为目前没有别的选择了。

中国目前的光刻机工艺水平

中芯国际目前虽然通过N+1工艺绕过了光刻机的限制，可以生产7nm芯片，但是毫无意义，中芯国际仍旧使用了部分美国设备，要遵从美国的法规，否则可能也会受到制裁。

上海微电子据称明年可以生产28nm光刻机，这与国际水平的差距还是非常大的，开始的时候我们是跟人家在同一起跑线，但是越到后面越落后，因为中国根本就没有相关配套产业链，随着制程越来越先进，相关配套要求越来越高，我们开始跟不上国外的节奏，最后只能放弃，90年代上海微电子从0开始，中间遭遇美国打压，零件无法进口，又停滞了，后来国家联合科研院所攻关才成功实现90nm光刻机的研发。

光刻机的难度

首先就是设备过于复杂，因为光刻机的部件很多，包括离子注入机，单晶炉，刻蚀机，氧化炉等等，需要的材料也很多，包括电子级多晶硅，光刻胶，电子气体等等，这里列举的仅仅是极少的一小部分，所以要把如此复杂的设备搞明白的话，是一件非常困难的事情。

其次就是想要收集这些零部件太困难了，高达8万多个的零部件分别来自几百家公司，更何况缺少图纸，难怪荷兰ASML公司说中国永远造不出顶级光刻机。更别说美国还从中作梗，一旦挥舞制裁大棒，国外公司都不会给我们供货。

某人说我们可以仿制，AMSL公司为自己的每一台光刻机都配备了被动预警装置，如果被拆解的话，不仅会向总部发出报警信号，而且会启用“自毁”程序。

华为能多久做出来光刻机？

目前虽然华为遭遇困难，但是只要研发能力在，根基就不会被动摇，不给华为代工，大不了不卖手机，不卖基站了，转型搞研发和大学一样，还有中兴可以搞5g，国家发工资给华为，十年后搞出光刻机，把研发的成果商用化，直接起飞。

总结:中华有为

中国制造核弹，国外认为不可能成功，中国制造太空飞船，国外认为不可能成功，中国制造北斗导航系统，国外认为不可能成功，所以一件事能不能做到，不在于有多难，而在于有多大信心，5G技术不难吗？不是一样被我们拿下了，我们不能盲目自信，但是也不能妄自菲薄，中国人的智慧是毋庸置疑的。

最近有传言华为正在招聘“光刻工艺工程师”，因此不少网友纷纷猜测：华为这是打算自己做光刻机吗？甚至还有人说华为能够在2年内搞定5nm的光刻机，这就有些太夸张了，事实也并非如此。

虽然800万块芯片从数字上看起来很大，但是相对于华为旗舰手机的销量只是杯水车薪。根据官方数据，上代华为Mate 30系列上市60天全球销量就突破了700万台。因此800万麒麟芯片也只够华为Mate 40系列卖三个月。因此也有传言称，华为正在寻求和联发科甚至三星、高通的合作，前不久华为就一口气发布了4款搭载联发科芯片的手机和两款平板电脑。

但是联发科等企业同样也受到外界的压力，在最严重的情况下，华为可能连第三方芯片也无法采购，这样一来华为的终端业务就将面临停摆，甚至运营商设备业务也会受到影响。在这个大背景下，华为寻求制造光刻机，走自研芯片的道路也是一个求生的方向。

那么华为能够在短时间内造出光刻机吗？很多业内人士都不是特别看好，因为光刻机的原理虽然很多专家都懂，但制造工艺基本上都掌握在欧美发达国家手中。而且用于处理器的光刻机对精度的要求非常高，因为它本身就是用来生产纳米级芯片的。

以荷兰的ASML光刻机为例，它每一台设备都需要实时联网，通过网络加载中控程序才能正常运行，而这些运营程序软件同样是掌握在外国人手中的。毫不夸张的说，一旦ASML把网络断了，咱们买回来的光刻机就是一堆废铁。而ASML光刻机由售方的技术人员安装调试完毕之后，就不能移动了，稍微有点异常就会断网。因此就算那么大一台ASML光刻机摆在我们面前，我们也很难仿制出一台。

而华为是一家网络通信和移动终端企业，基本上没有什么光刻机的技术储备。就算现在开始招人做光刻机，没有上十年的时间和百亿级别的投入，是很难看到成果的。

更何况我们国家已经有可以生产光刻机的企业，比如上海微电子已经造出了90nm的光刻机，虽然和台积电的5nm相比差距还有20年，但好歹也有一个具体的方向。所以与其让华为从无到有打造光刻机，还不如将相关人才集中到上海微电子这样的国产光刻机企业，发挥出“集中力量办大事”的精神，花大力气缩短制造高精度光刻机的时间。

而事实上，这次华为所招聘的“光刻机工艺工程师”也是属于研发人员，而不是技术人员。这个职位主要是在光刻机代工厂驻场，来监督和把控芯片工艺制造流程的，并不涉及光刻机设备的生产与制造。

所以我认为，华为接下来自己制造光刻机的可能性不高，因为这个难度太大了。但是华为会加强与国内专业芯片供应链的合作，比如与中芯国际、上海微电子合作，派驻研发人员一起来攻克光刻机的难关。相信在国内企业的共同努力下，未来一两年内实现28nm甚至14nm光刻机完全自主还是有可能的。而到了14nm这个级别，至少用在手机和通信设备上是没有问题的，可以保证华为的主营业务存续，剩下的则仍然需要慢慢追赶。至少光刻机技术最多也就到1nm，这就像是龟兔赛跑，虽然对手已经跑出很远了，但终点就在那里，只要肯投入研发力量，总有一天可以抵达的。

不知不觉在很多朋友的眼里华为已经开始神化了，感觉华为缺什么就能自研搞出什么，现在既然被光刻机卡住了脖子，那么自研个光刻机不就行了？但从华为现在的处境上看，华为不可能也不会在光刻机领域深耕。

华为并没有相关的技术积累

最近几天一张华为招聘光刻工艺工程师的截图火了，很多人以为华为要开始自研光刻机了。于是我也去网上搜索了华为相关的职位招聘，但是并没有发现这个岗位，所以这大可能性是一张假图片。

况且华为真的有能力造出光刻机吗？这个答案也是否定的。就像是建房需要地基一样，华为并没有在光刻机领域深耕，自然也就没有造出光刻机。

虽说华为确实有芯片自研的能力，也可以派遣技术人员去代工厂监督指导，可能对光刻机的生产流程也有一定了解，但是面对目前算是全世界最顶尖科技的成果光刻机，华为依旧是有心无力。

华为即使自研也没法绕过美国禁令

如果华为真的想要自研光刻机，那么摆在华为面前的头等大事就是如何绕过美国的禁令。

中芯和台积电为什么被迫向美国低头，拒绝为华为代工？最重要的原因就是在加工的过程中用到了美国的技术，这算是绕不过去的一个坎。

同理在光刻机自研的领域也一样，如果华为想要走自研的道路，那就不能用到美国的技术，这就意味着华为必须走出来一条区别于现有的光刻机的完全不同的道路。这种从0到1的创新，对任何公司来说都是不可能完成的任务。

光刻机领域并不需要华为

光刻机领域真的需要华为这个后来者吗？这个答案一定的否定的。

目前上海微电子已经生产出90nm制程的光刻机，据说在2021年将会上市28nm的光刻机。虽说和ASML公司依旧有着十年以上的差距，但是比华为从无到有明显的更具有优势。况且术业有专攻，华为肯定不能什么都自己干，那样华为肯定会被逐渐增多的产业链完全拖垮，最终也是得不偿失的。

把专业的事情交给对应的公司来做，这样华为也会活的轻松一些。

华为目前能做的还是联系一切力量逼迫美国收回禁令，否则就算是中国生产出自己的能够满足华为要求的光刻机，华为的麒麟系列和手机业务估计也要凉透了。

咱们要华为造光刻机，华为会说：“我实在是太难了！ASML自1984年从飞利浦独立到现在EUV 5nm量产花了30多年，而我在光刻机领域是0基础，光刻机这玩意比造火箭、原子弹难多了。”

光刻机霸主AMSL封神之路

AMSL曾说过：“如果我们交不出EUV，摩尔定律就会从此停止。”事实确实是AMSL在光刻机领域已经完全登顶了王座，并且没有人能望其项背。EUV重达180吨，拥有超过10万个零部件，90%的关键设备来自外国而非荷兰本国，ASML作为整机公司，实质上只负责光刻机设计与集成各模块，需要全而精的上游产业链作坚实支撑。通俗一些讲：就算给你EUV完整的图纸和配件，也很难调试出光刻芯片的精度。

台积电能吃下苹果、华为5nm订单，背后少不了AMSL的存在。芯片制造想要突破10nm以下节点，必须要用到EUV。EUV仅AMSL一家能造，不管是台积电、三星想要造成芯片，只能乖乖的向AMSL订光刻机。

翻开近几年全球芯片产商的光刻机订货单，其中绝大多数订单都属于AMSL，AMSL已稳居第一10多年。如：2019年，AMSL共出货229台，净销售额为118.2亿欧元，净利润为25.2亿欧元，而尼康出货46台，佳能出货84台。在高端光刻机机（EUV）市场，仅AMSL唯一玩家。

早期的光刻机并不比一台照相机和投影机复杂，但随着芯片关卡等级指数级难度系数增加，光刻机的复杂程度和精细度也呈指数级难度系数增加。日本的尼康、佳能，美国的Kasper仪器、Perkin Elmer、Cobilt、GCA等公司陆续被AMSL踩下。

世界芯片产业格局

芯片制造业经过多年的沉淀和技术发展，已经呈现了金字塔形的产业结构。有能力制造芯片的仅限英特尔、台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、华虹等几个头部企业。英特尔、台积电、三星都在积极开展10nm、7nm及更先进制程，格罗方德已经宣布无限期停止7nm制程的研发，而中芯国际由于技术的代差还在努力的追赶。

目前只有台积电、三星、中芯国际有能力大批量生产手机芯片，中芯国际的技术远不如台积电、三星。华为、苹果、AMD、高通、联发科都不是自己制造芯片，而是将自己已经设计好的图纸给芯片代工厂生产。

“芯片设计→芯片制造→封装测试”这样的模式有以下优点，这些优点是自己设计、自己生产时代很难实现的。

如果将芯片制造比喻成建房子，华为设计了房子的蓝图，设计能力越来越强但没能力建房子，于是叫了技术成熟、有经验的台积电来施工。台积电可以把设计图更好的还原出来，且稳定不容易出问题。即使华为自己可以施工，一时半会也不敢直接做，因为时机还不够成熟。

华为的现状

了解华为历史的都知道，它是做通信设备起家的。通过在通信行业多年的经验积累，逐步将自己的核心竞争力转移到了手机、芯片、AI、云计算、物联网等新兴领域。仔细观察就会发现，这些领域跟华为本身是密切相关的。这些领域研发可以平滑过渡，并不需要很长的时间成本，短期都能获益。

从2020年上半年的业务构成来看，消费者业务占比57%（2019年上半年首次超过50%，2019年全年占比54.4%），并且始终保持快速增长。

在未来，华为还将以消费者业务为核心，以手机为主入口，以平板、可穿戴设备等为辅入口，结合泛IOT设备，为打造用户全场景智慧生活做准备（鸿蒙系统也是为未来的IOT做准备的）。

苹果也属于以消费者业务为核心的科技型公司，核心在于洞悉市场动向，提高用户粘性，吸引客户。芯片、手机是自己设计的，但芯片生产交由台积电，手机生产交由富士康，因为苹果知道自己生产芯片、手机是一件吃力不讨好的事情。同样华为也知道，更别提再去制造光刻机。

总结

短期内让华为自己制造光刻机、芯片是不切实际的。从一个企业的角度来看华为，要维持一个体量这么大的企业运转，那么就一定要保证资金链的正常运转。光刻机制造、芯片制造要花费很多人力、巨量的资金、很长的时间，并且短期内是不太可能获取利润。

但未来有无限可能，比如华为采用ARM的授权架构设计了华为系列芯片之前，谁能想到华为会涉足芯片设计。谁都不能预见未来华为会不会与光刻机制造、芯片制造产生交集。让我们拭目以待。

以上个人浅见，欢迎批评指正。

首先要知道的是华为产业根本不涉及光刻机领域，所以从零开始进军光刻机行业基本是不可能的。最好的方案就是联合国内光刻机行业的一些龙头企业进行联合研发，以此来研发比较高端的光刻机。

就目前来讲高端光刻机领域完全被荷兰的ASML所垄断，7纳米euv光刻技术全球仅有阿斯麦尔掌握，所以Asml在光刻机领域可以说是领先全球。像日本尼康佳能等还有我国的上海微电子跟啊斯麦尔的差距还是很大。

其实之前的时候高端光刻机领域应该说是佳能尼康也有一席之位的，但是由于ASML特殊的商业模式导致全球高端光刻机市场都被ASML所占，这也直接导致佳能尼康退出了高端光刻机市场。

再来回到华为这边，华为的优势在于其5G技术以及芯片设计等，芯片设计和生产都是芯片制造中非常重要的一环，而芯片生产最重要的也就是光刻机，几个月前美国针对华为的制裁也是从芯片制造这个点扼制华为。

所以说高端芯片制造还是我们的一大弱点，未来在高端产业的创新力我们还有很长的路要走。

华为现阶段想要造出光刻机是不太可能了，最多也只能是参与合作进行共同发展。

首先我国相对于荷兰的光刻机水准相差甚远，就比如我国现在最先进的制程工艺是28纳米的，就连中芯国际的14纳米工艺也是台积电合作提供的。而荷兰的光刻机已经可以做到5nm的工艺，甚至再往3纳米去发展。所以这种差距一目了然，华为作为一个零基础想要后来居上的企业是非常艰难的。毕竟我国已经投入了这么多，但现在差距还是很大。

其次华为也没有必要再去花这么多的钱去投入制造光刻机，因为现在光刻机已然到了一个非常成熟的阶段，现在最艰难的地方就是应该去怎么样去跟别人合作。不管怎么说华为也只是一个民营企业，想要他做所有的事情是完全不现实的。所以很多人对华为抱有期待，想要华为研制出光刻机并完成全线的自主生产是不太现实的。

所以至于华为多久能造出光客机这个问题上现在是没有答案的，因为华为要想最终能制造并且生产也只能跟别人去合作或者参与入股这样的方式来实现。

说实话真心希望能造出来也真心知道难如登天这个机器举全国之力都未必成功如果华为成功那只能说美国太慧眼识英雄了华为有独自对抗八国联军的实力了期待华为成功！作为中国人即使不喜欢华为也请不要伤害～现在真的很难了自己人就不要添乱了

网上有曝光华为招聘“光刻工艺工程师”的消息，我也看到了。如果属实的话，华为现在面临的困难有多大可想而知。

按照常理，在全球化时代，一家企业要包揽产业链从上到下的所有环节既不现实，也不经济，但美国的制裁逼得华为只有另起炉灶，自给自足。

说到华为多久能造出光刻机，其实国内能造光刻机的。中国于1977年研发成功第一台光刻机，1978-1985年先后研制成功三台光刻机。现在上海微电子的90nm光刻机可以商业化。有消息说，上海微电子会在十三五科技攻关拿下28nm，28nm应该2021年试制，2022年批量。虽然技术和国际先进水平有相当大的差距，但是任何困难都难不倒勤劳、智慧的中国人民。

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。

中国有光刻机技术吗?

中国有了自己的光刻机，中科院光电技术研究所承担的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。这是世界上第一台利用紫外光实现22nm分辨率的超分辨率光刻设备，为纳米光学加工提供了全新的解决方案。在光电所的努力下，我国的RD光刻机跳出了通过减小波长、增加数值孔径来提高分辨率的老路，为突破22nm甚至10nm光刻节点提供了全新的技术，也为超分辨率光刻设备提供了理论基础。扩展信息:利用超分辨率光刻设备，项目组为航天科技集团第八研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、电子科技大学、四川大学华西第二医院、重庆大学等单位制备了一系列纳米功能器件。包括大口径薄膜反射镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射装置、生化传感器芯片、超表面成像装置等。验证了超分辨光刻设备纳米功能器件加工能力，达到了实用化水平。

中国最早光刻机自主研发的是（光刻机最早是什么时候研制成功的）第1张

高端光刻机为什么难“买”又难“造”？

我们国内确实是既难买又难造高端的光刻机，包括7纳米的和5纳米的，当前就是在这最后的一个端上陷入了现实的两难处境，短期内不可能脱离，是个长期性的现实。

只要成功研发出了高端的制造技术，难造就会变成易造了；只要即将成功制造出高端的光刻机产品，难买就会变成易买了。处境变成两易的了！而到了两易的时候，只要不受国内已经易买国外高端产品这个“外部干扰”，坚持不懈地自主制造即将成功的高端光刻机，直至下线、量产、上市，就完全彻底脱离出两难处境了，再买高端的，多了一个好的选择，头一回能来个货比两家，关键是个更好的选择，因为是本国自主可控的；再造更高端的，有了一个高的基础，关键在于更高端的不过是同一端上的，即便是顶级的。这就是造与买的关系在我们中国的样子，连造与买低端和中端光刻机的关系也是这个样，与在美国及其盟国盟友那里的大不相同，已经被历史上的正和反事实反反复复地证明了。

造与买的关系在今后的中国只会是这个样！与美国及其盟国盟友大不相同，我们国内不造高端以及顶级光刻机就根本买不到，将造出就买得到，已造出就会被国内和国外买，造出高端光刻机的企业也能赚来大钱，特别是，让本国的高端芯片制造企业在核心工艺设备上不可能再被美国和荷兰联合起来卡脖子了，在其它工艺设备以及材料上也就不可能再被美国单独卡脖子了，从而让本国的高端芯片设计企业在高端芯片代工上也不可能再被卡脖子，还让本国的高端封测企业将其拥有的高端技术用在高端国产芯片封测上，终结一连串本国企业的一大段无奈、尴尬甚至有的屈辱、有的耻辱的历史；关键是，让本国断在高端光刻机技术和产品上的高端技术链产业链供应链建起了、强起了，整个雄起，尽管高端光刻机很可能是最后补上的一强，接着，高端自主的国产芯片就有了！再接着，就会有、还会相对快地有更为高端直至顶级的自主芯片！在达到了7纳米高端自主的时候，在整个的中国这里，买国外芯片花大钱的历史就终结了，卖国产芯片赚大钱的历史就开启了，看看吧、想想吧，造不如买？！

为什么陷入了两难处境？从现象上看，难买外国的是因为国内没有制造出来高端光刻机产品，难造本国的是因为国内没有研发出来高端光刻机技术，技术和产品都被国外垄断着，由此可知，从实质上看，国内没有研发出来高端技术既是难买又是难造高端产品的实质性原因，也就是陷入两难处境的实质原因，正确处理造与买的关系就成为了摆脱两难处境的实质性办法。历史事实表明， “造不如买”的实质就是“研不如买”。自己研发出来高端自主制造技术包括整机集成的和部件制作的固然也是难的，不仅是最前面的难，还是最难的，而到如今仍是难买又难造，与自主研发技术曾经是人为造成的最难大有关系。

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？

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。

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。

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！

中国突破光刻机意味着什么？

光电所微细加工光学技术国家重点实验室研制出来的SP光刻机是世界上第一台单次成像达到22纳米的光刻机，结合多重曝光技术，可以用于制备10纳米以下的信息器件。这不仅是世界上光学光刻的一次重大变革，也将加快推进工业4.0，实现中国制造2025的美好愿景。

长期以来，我国的光刻技术落后于先进国家，成为我国工业现代化进程的一块短板。2006年，科技部提出了光刻技术的中长期规划，希望中科院的国家重点实验室，能找到一条绕开国外技术壁垒，具有自主知识产权的光刻路径。光电所SP光学光刻机就是绕开了传统的193纳米曝光的技术路线，利用长波长光源也可以得到一个突破衍射极限的分辨率的图形，所以在成本上安全性方面上都会有一个很大的提升，是完全具有知识产权的原创性技术。

我以前了解过，光刻机是制造电脑CPU的母机，处于科技领域的最顶层，目前世界上先进光刻机基本被荷兰的ASML公司垄断，CPU芯片制程最先进的是14纳米，不卖中国人，并且卖给中国公司的稍过时的光刻机也有条款不准用于制造像龙心这类自主研发的CPU芯片。美国、日本在这个领域都力不从心，成都太给力了。

在技术方面，ASML光刻机可以使用波长为13.5纳米的极紫外光(EUV)，实现14纳米、10纳米、和7纳米制程的芯片生产，而通过技术升级，也可以实现9纳米，8纳米，6纳米，5纳米，4纳米乃至3纳米等制程的芯片生产。据悉，台积电购买了ASML的两台NXE 3300B(后来在ASML的帮助下升级到与NXE 3350B相同的技术水平)，三星也从ASML采购EUV设备，NXE 3350B和最新的NXE3400光刻机，英特尔同时也采购了数台NXE 3350B。而且NXE 3350B EUV极紫外光刻机主要被用来进行7nm的相关测试和试产。在今年4月，台积电就已经开始代加工其7nm制程的芯片产品，三星在近期推出8nm制程的产品，而英特尔可能生产10nm工艺的产品。从中可以看出，ASML的EUV光刻机成为了他们能否快速实现更低纳米制程量产计划的基础和关键，不管三星、英特尔、台积电围绕着具体制程工艺如何去竞争，ASML终究是背后最大霸主，最大赢家，因为他们谁都离不开他的EUV光刻机。