中国光刻机发展历程（中国光刻机发展历史）

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。

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。

我国光刻机发展怎么样了？光刻机在我国为何如此重要？

我国的光刻机处于世界的先进水平，但没有达到顶尖水平：

我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机，可以满足日常的射频芯片，蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片，已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家，进入光刻机的顶尖水平，还需要数10年的时间研究和发展，这就好像在一根头发丝上的1/10000处，雕刻一栋楼房的难度是差不多的。

光刻机在我国之所以如此重要，是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持，例如手机芯片，一些重工业行业，机器的芯片，还有很多高新科技产业的核心技术，都需要用光刻机来研发芯片，没有了光刻机，我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态，因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口，只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。

只要光刻机达到顶尖水平，我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究，在我国除了自身的发展以外，大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程，当光刻机的技术达到了顶尖水平以后，我国将不会再依赖外国的汽车芯片，拥有自主研发的中国芯片，安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性，另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。

总而言之，光刻机的技术非常重要，但难度也非常大，有专家预计在未来的十年到20年中，我国的光刻机技术可能会得到质的突破。

光刻机作为高端技术的代表，我国的光刻机发展到什么地步了？

光刻机是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。光刻机可以分钟两种，分别是模板和图样大小一致的contact aligner，曝光时模板紧贴芯片；第二是类似投影机原理的stepper，获得比模板更小的曝光图样。

曝光机在晶圆制作过程中，主要是利用紫外线通过模板去除晶圆表面的保护膜的设备。

一个晶圆可以制作出数十个集成电路，根据模版光刻机分为两种：模版和晶圆大小一样，模版不动。第二种是模版和集成电路大小一样，模版随光刻机聚焦部分移动。其中模版随光刻机移动的方式，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。目前，这种方式是主流方式。因此，光刻机对于集成电路的生产非常重要。

目前全球能够制造和维护需要高度的光学和电子工业基础技术的厂家，全世界只有少数厂家掌握光刻机技术。例如ASML、尼康、佳能、欧泰克、上海微电子装备、SUSS、ABM，Inc等。因此，光刻机的价格昂贵，通常在3千万到5亿美元。

中国目前做光刻机的主要有上海微电子装备有限公司、中子科技集团公司第四十五研究所国电、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电科技、无锡影速半导体科技。其中，上海微电子装备有限公司已经量产的是90纳米，这是在中国最领先的技术。其国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项“的65nm光刻机研制，目前正在进行整机考核。

对于光刻机技术来说，90纳米是一个技术台阶；45纳米是一个技术台阶；22纳米是一个技术台阶……90 纳米的技术升级到65纳米不难，但是45纳米要比65纳米难多了。

路要一步一步走，中国16个重大专项中的02专项提出光刻机到2020年出22纳米的。目前主流的是45纳米，而32纳米和28纳米的都需要深紫外光刻机上面改进升级。

用于光刻机的固态深紫外光源也在研发，我国的光刻机研发是并行研发的，22纳米光刻机用到的技术也在研发，用在45纳米的升级上面。

。在交期方面，所有客户也都完全一致，从下单到正式交货，均为21个月。

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。

1965年我国就有了光刻机，为何现在的发展却大幅度落后？

中国的光刻机之所以会走向落后，是因为经济发展因素、海外企业竞争力过强以及欧美国家对中国进行了技术封锁。

由于华为遭美国封杀之后，华为的芯片供应也出现了很多的问题，由于芯片的制造离不开光刻机，所以光刻机就成为了网友非常关注的东西，只不过令大家没有想到的是，中国曾在光刻机领域达到过世界先进水平。

一、经济发展的原因，导致中国在光刻机领域处于落后地位。

虽然中国当时在光刻机领域拥有着不错的技术水平，但是大部分企业在光刻机领域都无法赚得收入和利润，这导致很多企业逐渐放弃了光刻机的生产和研发，正是由于很多企业不看好光刻机的生产，所以才导致中国在光刻机领域出现了大幅度落后的情况。

二、国外企业的技术优势，使得中国的光刻机处于落后位置。

由于国外企业在光刻机领域，储备了大量的技术专利，这使得国外企业在进行光刻机生产研发时，总能够最大程度降低成本，由于国外生产的光刻机在价格上，远低于中国的国产光刻机，这使得很多芯片生产商都开始选择国外的光刻机，正是由于国外的光刻机生产企业展现出了极强的竞争力，这导致中国的光刻机领域受到了极大的冲击。

三、欧美国家对于中国的技术封锁，使得中国无法提升光刻机的技术。

虽然中国曾在光刻机领域取得了不小的优势，但是如果一直无法和国际接轨的话，那么中国在光刻机领域，也不可能取得太大的进步，再加上欧美国家对中国在光刻机领域进行了强力的技术封锁，这导致中国无法在光刻机领域吸收国外的经验和技术，由于缺少国外技术的帮助，中国在光刻机领域逐渐走向了落后。