全球光刻機現狀

說到光刻機，估計很多朋友都不知道是什麼東西，但晶片相信大家都不陌生，晶片的使用非常廣泛，我們日常用到的比如手機，電腦，平板，等產品，都會用到晶片，而光刻機的應用就是製造晶片過程當中一個非常關鍵的環節，光刻機直接決定了晶片的製程和質量。截至目前，光刻機在全球範圍內只有少數廠家可以生產：荷蘭的ASML公司、日本的尼康和佳能、中國的上海微電子裝備公司。但是在高階光刻機市場，中國造不出來，美國日本也造不了，全球只有荷蘭的ASML公司可以生產，佔全球80%以上的市場份額，幾乎壟斷了全球高精度光刻機市場。日本的尼康和佳能生產的光刻機雖然價格比ASML的低很多，但是在質量方面無法和ASML相比，由於長期無法獲得訂單，最終尼康和佳能基本放棄了第六代EUV光刻機的研發，而ASML目前是一家獨大，擁有全球市場的訂單。中國的上海微電子裝備公司可以生產90nm光刻機，但是和ASML相比差距太大。最近ASMLQuattroporte甚至直接放話：中國永遠無法模仿荷蘭的EUV光刻機。

為方便大家理解，我們首先解釋一下什麼是光刻機。

光刻機，又名掩模對準曝光機、曝光系統、光刻系統等。常用的光刻機是掩膜對準光刻。一般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。在矽片表面勻膠，然後將掩模版上的圖形轉移光刻膠上的過程將器件或電路結構臨時“複製”到矽片上的過程。

光刻機的關鍵因素和部件：

1、光源：必須穩定、高質量地提供指定波長的光束

2、能量控制器：就是電源。電源要穩定、功率要足夠大，否則光源發生器沒辦法穩定工作。大、穩、同時要考慮經濟效能。耗電太高，客戶就用不起。

3、掩膜版：通俗點理解，相當於過去用膠片沖洗照片時的底片。底片如果精度不夠，是洗不出來高精度照片的。光刻機施工前，要根據設計好的晶片電路圖製作掩膜板。掩膜板材質是石英玻璃，玻璃上有金屬鉻和感光膠。透過鐳射在金屬鉻上繪製電路圖。精度要求非常高。

4、透鏡：用透鏡的光學原理，將掩膜版上的電路圖按比例縮小，再用光源對映的矽片上。光在多次投射中會產生光學誤差。要控制這個誤差。精度要求很高。就是測量臺移動的控制器，也是奈米級精度，要求超高。

主要存在兩方面的困難：

1、ASML的高階EUV光刻機有80000個零部件，13個子系統，每一個子系統都是融合了該領域最頂尖的先進的技術，更何況ASML還擁有全球獨一無二的晶片曝光技術，這也是高階EUV光刻機的核心技術。ASML之所以不怕中國模仿是因為他們把全球好幾百家廠商的頂尖技術融為一體，進行了有效的技術和系統整合，而且還在裝置上安裝有感測器，能夠自動檢測異常行為，也就是說，你要想深入研究裝置的構造和組成，ASML總部就會報警。

2、技術研發帶來的資金投入巨大。高階光刻機由於技術難度大，技術整合要求過高，研發資金投入巨大，以至於佳能和索尼都虧損嚴重，綜合考慮不得不停止研發，退出未來技術的競爭。荷蘭的ASML，為了籌集資金，同時也是進行上下游利益捆綁，研發風險共擔，邀請英特爾、三星和臺積電出資，做自己的大股東。ASML實際上是美、日、韓、德等共同投資的專案，資金相對較為充裕。

雖然ASML是一家荷蘭公司，但他背後卻有著歐盟以及美國的力量，眾多關鍵技術都由美國以及歐盟國家提供。比如德國先進的機械工藝以及世界級的蔡司鏡頭，再加上美國提供的光源，這就使得ASML公司在光科技術方面飛速發展，幾乎到達了無人能敵的境地。

世界上最頂端的光刻機來自荷蘭阿斯麥的極紫外光光刻裝置，差不多1.2億美元一臺，還壟斷著世界高階光刻機市場，像現在最先進製程的7奈米，有的國家有錢也是買不到的。

那麼為什麼這種世界高科技光刻機公司不在美國，而在荷蘭呢？首先最重要的這種技術並不是美國搞不出來。

一，是荷蘭阿斯麥公司是自世界各國大公司投資的公司，其中大股東就有（美國）的英特爾公司，南韓三星，還有中國的臺積電。這樣的的好處是集資容易，風險共擔，重要的是有美國大股東控制著。

二，是荷蘭阿斯麥生產的光刻裝置，一些重要部件來自世界很多國家，比如最重要的光源技術來自美國的一家公司，鏡頭來自德國等，這裡又有美國公司參與控制。

三，是覺得把這種高科技公司放在荷蘭可以更好的壟斷這個產業，不使技術外流，一是荷蘭是美國的小弟不擔心；二是美國國內有反壟斷法，如果把這樣的公司放美國國內可能會被析分成至少兩家公司，這樣人才技術就會不集中，研發起來慢，也可能浪費錢，造成產能過剩，而在荷蘭就沒有這種法律，這樣就比較好控制。

四，是美國掌握著世界晶片最頂端的晶片設計技術，光刻機是為晶片服務，如果美國停止設計高階晶片，那麼荷蘭的高階光刻機毫無用處，產量也是被美國控制著，不過這種優勢美國越來越掌握不住了。

總的來說世界最高階的光刻機雖然在荷蘭，但是被美國控制著。