光刻機的技術難度在於“技術封鎖”，一臺頂級的光刻機關鍵裝置來自於西方發達國家，美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等，這些頂級零件對中國是禁運的。所以，ASML曾說“即便給你們全套圖紙，你們也造不出來”。

光刻機是“人類智慧集大成”的產物

環顧全球，最先進的7nm EUV光刻機只有荷蘭的ASML（阿斯麥）能夠生產，超過90%的零件向外採購，整個裝置的不同部位同時獲得了全世界最先進的技術，因此可以在日新月異的晶片製造業取得競爭優勢。

最頂尖的光刻機集合了很多國家的技術支援，是多個國家共同努力的結果，德國為ASML提供了核心光學配件支援，美國為ASML提供光源支援及計量裝置的支援，ASML要做的就是做到精確控制。7nm EUV光刻機包含了5萬多個零件，13個系統，誤差分散到13個分系統中，德國的蔡司光學裝置不精準，美國的Cymer光源不精，都可能造成很大的誤差。

與德國、瑞典、美國等一些西方國家相比，中國的晶片製造以及超級精密的機械製造方面不具備什麼優勢，沒有超級精密的儀器，自然就很難造出頂級的裝置，無法造成頂級的晶片。最關鍵的是，這些超級精密的儀器根據《瓦森納協定》對中國是禁運的。

中國產光刻機的“差距”

目前國內技術領先的光刻機研製廠家是上海微電子裝備有限公司（SMEE），可以穩定生產90nm製造工藝的光刻機，相比ASML的7nm製程差距還是比較大的，國內晶圓廠所需的高階光刻機完全依賴進口。同樣正是SMEE推出90nm製程的光刻機後，ASML對中芯國際的7nm光刻機訂單放行，其中的奧妙大家不難想象。

既然中國產光刻機與國外差距那麼大，可以透過購買的方式解決嗎？答案是很難，有錢買不到。

原因1：只有投資了ASML的，才能獲得優先供貨權，而英特爾、三星、臺積電擁有ASML很大的股份。ASML的高階光刻機產量有限，2018年18臺，2019年30臺，其中臺積電獲得了18臺，中國的中芯國際1臺。

原因2：《瓦森納協定》的限制，瓦森納協定有33個成員國，中國不再其列，主要目的是阻止關鍵技術和遠見流失到成員國之外，在半導體領域，受限於該協定，在晶片製造、封裝、設計等方面，中國一直無法獲得國外最新的科技。

我來分享下我的觀點。

中國光刻機技術進展是有的，但是制約我們發展的因素可不只技術本身，那麼光刻機究竟南在哪呢？

目前中國的中國科學院光電技術研究所和武漢光電國家研究中心都有相關的光刻機技術：

武漢光電國家研究中心的甘棕松團隊就突破了光束衍射極限的限制，採用遠場光學的辦法可以在光刻膠光刻出9nm線寬的線段。中國科學院光電技術研究鎖也在加緊研製光刻機，2018年就通過了超分辨光刻裝置研製的專案驗收，光刻機的分辨力可達22nm，如結合雙重曝光技術可達到10nm。

可以說中國自主的光刻機技術還是有的，但是為什麼還是很難呢？因為目前光刻機的迭代太快，首先現在光刻機的發展還沒擺脫摩爾定律，基本有以18個月的週期輪轉，目前ASML最新的技術是EUV光刻機，可用於製造7nm以下的晶片，半導體廠商肯定都是買最新的光刻機，而我們的光刻機生產下來就面臨淘汰，如真投放市場，製造廠商必定處於機器賣不掉，靠補貼過日子的境地，到時候用與不用都是一個難題。

光刻機制造晶片的材料也是一大難點，光刻膠就是其中之一，目前中國的光刻膠中國產良率不足5%，可以說的上是世界三流了，嚴重依賴進口，如到時候就算有光刻機，歐美限制光刻膠的出口對於中國半導體工業也是打擊。

所以光刻機不僅製造南，也要升級相關的配套材料，不是短期就可以解決的，而是要透過長期的建設到積累，目前我們於西方存在很大差距，要清楚認識這些差距，想要全面追上西方的技術我們更加努力做好全面的技術規劃才行。

光刻機最大的難點在精度上，你想現在最好的在5nm！什麼概念，這個是一根頭髮絲的幾萬分之一！當你的精度達不到要求時，你的光刻紋路誤差就有可能超過了5nm！而且，這個是一個系統的問題，和材料，鏡頭都相關！

中國是世界上最大的晶片消費國，每年晶片的進口額甚至超過了石油進口額，中國晶片行業落後於世界領先水平是個不爭的事實。近年來中國晶片設計水平的有了巨大提升，但晶片製造技術的落後依然是埋藏在華人內心深處的巨大痛楚。

中國晶片製造技術的落後，歸根於中國光刻機技術的落後。光刻機技術是西方工業技術“CROWN上的珍珠”，世界上最先進的ASML EUV光刻機是集合西方多國工業最高成就的產品。中國相關技術起步晚，技術儲備差，且想以一國之力達到西方多國共同之力才達到的水平，難度可想而知！

光刻機的原理

為了便於形象地解釋，光刻機制造晶片的過程就相當於“沖洗照片”。設計好的積體電路的電路圖相當於照片的“拍攝的內容”，晶圓就相當於“相紙”，光刻機的其它機構就相當於與照相機的“鏡頭機構”。

不同的是洗照片是將照片放大呈現到相紙上，製造晶片是將設計的積體電路微縮到晶圓上拇指大小的區域內，而且電路的投影精度達到了奈米量級。

光刻機的加工過程

光刻機技術發展已經發展到了紫外光階段，我們就以紫外光為例說明。光刻機加工晶片的過程簡單地講就是，光源提供的紫外光照射到刻著電路設計圖的掩模板上，紫外光透過掩模板後進入物鏡，物鏡將掩模板上的電路圖大比例的縮小後，將電路投影到矽片上，這樣矽片上就刻下設計好的電路圖，這個過程中曝光臺和測量臺處於聯動的狀態。

光刻機的難度

光刻機的零部件數量巨大，我們只講解其中幾個最關鍵的部分。

光源：發出的紫外光必須足夠“純淨”和穩定，也就是說光源必需發出能量穩定且光譜必需很窄很窄的紫光，這樣才能保證加工精度和精度的穩定性。

測量臺和曝光臺的移動控制：因為他們是聯動的，所以二者的移動的同步性和精確性的要求十分高，要達到奈米精度，因此對控制它們移動的超精度測量器與控制器的技術要求極高。

物鏡：由於所加工的物件是奈米量級的精度，所以物鏡對物鏡製造材料和製造精度都有極高的要求，包括：材料的純度、鏡面曲度的加工精度、拋光度、鏡片厚度的均勻度等。

另外光刻機的研發也離不開鉅額資金的支援!

透過以上內容，可以對光刻機的製造難度有一個初步簡單的瞭解，也就可以理解中國光刻機技術落後的原因了。

難在沒有錢投入，錢給夠人都殺，光刻機不破錢沒給夠，也沒動力加班，也沒動力閱讀更多資訊，反正錢就這麼多，你不瞭解人性

    光刻機的技術難度在於“技術封鎖”，一臺頂級的光刻機關鍵裝置來自於西方發達國家，美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等，這些頂級零件對中國是禁運的。所以，ASML曾說“即便給你們全套圖紙，你們也造不出來”。

    光刻機是“人類智慧集大成”的產物

    環顧全球，最先進的7nm EUV光刻機只有荷蘭的ASML（阿斯麥）能夠生產，超過90%的零件向外採購，整個裝置的不同部位同時獲得了全世界最先進的技術，因此可以在日新月異的晶片製造業取得競爭優勢。

    最頂尖的光刻機集合了很多國家的技術支援，是多個國家共同努力的結果，德國為ASML提供了核心光學配件支援，美國為ASML提供光源支援及計量裝置的支援，ASML要做的就是做到精確控制。7nm EUV光刻機包含了5萬多個零件，13個系統，誤差分散到13個分系統中，德國的蔡司光學裝置不精準，美國的Cymer光源不精，都可能造成很大的誤差。

    與德國、瑞典、美國等一些西方國家相比，中國的晶片製造以及超級精密的機械製造方面不具備什麼優勢，沒有超級精密的儀器，自然就很難造出頂級的裝置，無法造成頂級的晶片。最關鍵的是，這些超級精密的儀器根據《瓦森納協定》對中國是禁運的。

    中國產光刻機的“差距”

    目前國內技術領先的光刻機研製廠家是上海微電子裝備有限公司（SMEE），可以穩定生產90nm製造工藝的光刻機，相比ASML的7nm製程差距還是比較大的，國內晶圓廠所需的高階光刻機完全依賴進口。同樣正是SMEE推出90nm製程的光刻機後，ASML對中芯國際的7nm光刻機訂單放行，其中的奧妙大家不難想象。

    既然中國產光刻機與國外差距那麼大，可以透過購買的方式解決嗎？答案是很難，有錢買不到。

    原因1：只有投資了ASML的，才能獲得優先供貨權，而英特爾、三星、臺積電擁有ASML很大的股份。ASML的高階光刻機產量有限，2018年18臺，2019年30臺，其中臺積電獲得了18臺，中國的中芯國際1臺。

    原因2：《瓦森納協定》的限制，瓦森納協定有33個成員國，中國不再其列，主要目的是阻止關鍵技術和遠見流失到成員國之外，在半導體領域，受限於該協定，在晶片製造、封裝、設計等方面，中國一直無法獲得國外最新的科技。

那麼，說到技術方面，光刻機難在哪裡呢？什麼是光刻機，它是對在矽片表面勻膠，透過將將掩模版上的圖形轉移光刻膠上的過程；所以，它的名字又叫掩模對準曝光機，曝光系統，光刻系統。

上圖是光刻機的簡易工作原理圖，在上面我們看到幾個關鍵的內容：能量控制器；透光器，掩膜版、鐳射器等等，這些都是光刻機所有解決的難點。

難點一：曝光系統最難的是紫外光源。這個光源不止我們用燈照出的光，它需要經過光束矯正器、能量控制器、光束形狀設定、遮光器等造成頻率穩定、能量均勻的光源。機而ASML的光源來自於美國的極紫外光龍頭cymer公司。

難點二：對準系統需要具有近乎完美的精密機械工藝。

難點三：物鏡，這其實有點像照相機的鏡頭，不過在目前生產鏡頭最強的可能就是德國的蔡司了，為了保證光透過物鏡不變形，對於鏡頭要求非常高。

難點四：...其實還有很多，不一一例舉。

其實，光刻機的內容包括了光學、材料學、機械、化學等等學科都有要求，對於技術的粘合度和機器的精密度同樣要求非常高。關鍵是，ASML能夠做好的根源也是在於多家的共同合作，這裡包括資金（要不然將三星、臺積電拉成它的股東呢）的大量投入！

我們目前的上海微電子是我們光刻機的希望，雖然說目前只有90nm，但是在長期的發展中，中國光刻機必定能夠帶來成績。

大家都知道光刻機的作用是用於生產精密半導體晶片的尖端裝置，可以說現在的智慧化資訊化裝置都離不開尖端晶片技術，而半導體晶片的生產製造又離不開光刻機，所以說光刻機的存在是所有尖端裝置運用的基礎，沒有光刻機就不會有現在的先進科技裝置，而光刻機的原理其實對於一些科技強國來說並不是什麼難題，但是製造出合格的光刻機就不是容易的了。

光刻機的原理很多國家都懂得，但是懂得並不代表就能生產製造出來，世界上最先進的光刻機是荷蘭生產製造的，但是嚴格的來說荷蘭的光刻機技術並不是自己的，而是西方發達國家技術結合的成果，說白了就是荷蘭的光刻機零配件來自西方不同的國家提供，並非一個國家的能力製造出來的。

中國其實也有生產研製光刻機的能力，只是在技術水平上還有一點差距，跟最先進的水平來說，我們在許多方面其實並不比西方差多少，就是在核心技術上面的差距，就是這些核心技術才是影響最大的，核心技術趕不上其他方面趕上甚至超過了也比不上別人，光刻機的核心技術是什麼呢？

其實光刻機的核心技術是光源和鏡頭，而鏡頭的生產製造是需要最尖端精密的加工技術，在這種精密機床和加工技術上面我們還存在著不足，這也就是為什麼我們的光刻機遲遲不能突破的原因，因為我們的光刻機鏡頭製造達不到水平，所以我們的光刻機做不到最好，跟荷蘭的光刻機差一代半的差距。

荷蘭的光刻機的鏡頭是來自德國蔡司公司，德國的精工技術就不用多說了，絕對是最強之一，在鏡頭研發上面日本現在都已經放棄了這種鏡頭的研發，目前最好的就是德國的蔡司，而光源是Cymer提供，現在已經被荷蘭光刻機公司收購，而光刻機裡面有五萬多個零件組成，這些零件來自世界各地，當然核心的東西就是德國提供了。

光刻機鏡頭的鏡面要求有多高呢？該公司的高管曾經形容過，如果把光刻機鏡面放大到幾十萬平方公里大小，整個鏡面的平整誤差不能超過一釐米，可以想象這個精度的要求有多高，對精加工裝置的要求有多高，技術難點在世界上都是非常高的，日本的佳能都放棄了這個專案，可見技術難度有多大。

我們國內研發的光刻機一年研發投入接近千億人民幣，但是在技術上面還是比不上ASML，因為他們的光刻機是數十年西方科技的積累和結晶，並不是光用錢就能做出來的，而在光刻機技術上面除了光源和鏡頭之外，還有一個核心領域，那就是機械工作臺的運動誤差不能超過兩奈米，這對精工技術的要求非常高，這也是一大難題。

在這上面美國自己單獨高都搞不出來，ASML的光刻機80%左右的零部件是對外採購，是西方几十年科技的結晶，而我們在技術上面本來就落後一些，所以想在短時間內趕超那是不可能的，雖然我們的刻蝕機取得突破，但是跟光刻機沒辦法比較，光刻機是包含了最先進的光學和材料學以及精密機械的結合體，工藝要求非常高，就算知道怎麼做但是工業水平達不到也做不出來，這並不是一家公司單獨能做得了的，這需要國家完整強大的工業體系才可以，世界上沒有一個公司可以單獨研製光刻機。

Asml能有幾天，其實得益於一個華人，這個人就是臺積電的林先生，由於採用了他的浸潤式光刻技術才獨步天下，尼康由於高高在上拒絕了林先生的技術而一蹶不振。要相信，不是華人沒有智慧，而是我們的路線方針政策有錯誤，致使我們在某些關鍵技術領域的攻堅停下了腳步，拉開了差距，現在終於夢醒，亡羊補牢、猶未為晚，假以時日，中國定位成功。

光刻機，中低端粗陋的，中國會造。初步原理大致知道，難在更進一步，

光刻機涉及到膠片產業，鏡頭產業，機床產業，

膠片產業，

銀粒是感光膠片的關鍵，銀粒粗細質量關係到製版精細度。

奈米銀粒的生產是底片感光質量的關鍵一環。

膠片幾經反轉縮印翻拍才得到晶片底片。

鏡頭，

鏡頭是光刻聚焦的刀尖，精密的聚焦，深淺度，溫度，微調，要求都超級精密。

機床，

機床看似簡單但精密機床不僅微調要求高，對機床座的熱脹冷縮，震動，應力變形要求都很嚴格。

這些都直接關係到晶片光刻的精度質量，有一項好僅是基礎必要條件，各項有一項不好就會影響成品質量，

先從簡單的說，

機床用材，

機床用鋼材要求冷熱膨脹率極低，加工成型方便，可加工精密螺紋，防顫防震，成品機床沒有內部應力。

這可以用經過舊置的高階機床型材。放置一年半載甚至兩三年以上，常溫冷加工。慢加工。慢絲加工。

再說奈米銀粒，

這個沒啥取巧偷機的餘地，

弱電電解銀，那是硬功夫，耐心做到啥水平就是啥水平，機器不一定多大。要的拼的是耐心。

弱電流，濃稠溶液弱電泳電解。產量不求多。

可以試試酒精，甲醇，溶液電解，酒精可蒸發，銀粒就剩下了，低溫烘乾。

也可以試試乾脆用膠體銀溶液直接制膠片。不結銀粒。

光學鏡頭，要從光學材料抓，光學玻璃曾經是戰略科技機密，

哪種光學材料折射率合適，焦點焦距適宜。又抗變形，抗震防顫？

這幾樣能有突破，相信會更近一層。

再說，

底片載物臺，底片怎樣固定防顫？

琥珀底片，琥珀晶片可以使單塊底片單塊晶片更穩定，也可以改善鐳射光學焦距。

陣列雕刻，能不能利用浮法玻璃的工藝？用冷水銀，漂浮實現純平光刻工作臺？

是的，是這樣的。我在ASML工作過，當然只是一般的工程師，那還是上個世紀90年代，當時ASML就很先進，那時候的機器都賣到臺灣，馬來西亞這些地方的，我們中國都沒能力用，也沒什麼人買的。客戶中很少有中國的。

先不說所有都是頂尖的技術了，目前所有機械裝置光電感測器，各種控制器，精密軸承，滑軌，有那個使用中國產的？不都算用進口的嗎？沒有嚴謹的工業態度，永遠想賺一筆快錢的企業精神，不可能做出領先世界的產品。

依我老農民說：精端光刻沒什麼難做。我提點政府應重點組合中國量子科技和中微科技資源突破相關技術可彎道超車，創新精端光刻科技。我不信一個14億人的人海，人才輩出，創新企業幹萬家，博學.學士那麼多，專家也不是吹出的，資源那麼豐富，會被一個小小的光刻機難住。我預測五年內必有突破。

②歐美對中國技術進行封鎖

ASML的7nm光刻機是全球獨苗了

此前，生產光刻機的企業有好幾家的，在日本也有。但是技術到了13nmEUV的時候就做不下去了，日本的Nikon和佳能，都已放棄開發。

ASML就成為全村人的希望了.....你知道嗎？ASML本身是飛利浦出來的，飛利浦的錢不夠燒了，然後找荷蘭政府要錢，荷蘭政府也給了一點錢，但是還不夠燒；然後ASML就要想辦法了，它登入了資本市場，也就是上市了，透過比較低成本的方式來融資，但是錢還不夠燒！

然後ASML只能找投資啊！英特爾、三星、臺積電、海力士都在ASML中有相當可觀的股份，給ASML投資了。ASML為了回饋這些客戶或者說是股東，採用了股東先發貨的政策，不是股東只能等，甚至只能用上一代技術的。

除此之外，為了省去技術的費用，ASML還和合作夥伴一起開放技術，平攤成本的。而且這些合作伙伴都是歐美頂級的企業！

可以說，ASML是歐美多國一起砸錢砸技術燒出來的全球獨苗。

對中國的技術封鎖

ASML其中很多技術和零部件因為《瓦森納協定》，對與中國來說是禁運的。

同時，ASML採用德國蔡司的鏡頭，美國cymer公司的光源等等，這些都是對中國來說禁運的。

那就意味著，中國不僅要花比ASML更多的錢去砸，而且還要一個國家完成數個國家的技術。

ASML是獲得了多個國家的幫忙才做出來的近乎完美的機子，但是中國只能靠自己。

晶片技術本身就是人類工業品的智慧巔峰，匯聚了人類的智慧。如果想要靠一個國家就能全部完成，這是相當困難的。