光刻機是人類迄今為止最複雜的一個裝置，難度遠遠超過核武、空間站等，目前荷蘭ASML公司的光刻機是集中了美、英、德、法、日、韓等國家的最先進的電子、IT、光學、化學、精密機械等領域的頂尖技術共同合作才開發出來的成果，所以，你可以充分想象有多難？曾經有人比喻，其精度相當於你從天安門廣場端著一碗麵在一秒之內飛奔到上海外灘，還要保證不濺出一滴麵湯。現在西方國家相關參與光刻機專案研究的頂尖公司都是荷蘭ASML的股東，從這個意義上說，你也很難再有途徑獲得外部的技術幫助。

低端的中國已經有了90奈米的，高階的，尤其是極紫外光刻機短期內中國是無法做出來的，涉及到太多的關鍵技術，比如德國卡爾蔡司的鏡頭，要求相當於籃球場，那麼大面積的玻璃不能有一釐米的凸起這個人家是有上百年的積累

主要是前期研發中斷了好幾代，沒法銜接。就好比兩家企業原本都生產腳踏車，賓士後來研發汽車去了，50年後另一家企業也想研發和製造汽車，想在短時間內趕超賓士，基本沒可能。

告訴你一個好訊息，中國的光刻機SSA/800

_10W即將交付使用者，這是11奈米光刻機，多次曝光可以實現7納米制程。EUV在近幾年也將交付使用者。

咱們中國能夠製造光刻機，只是工藝不能和世界上最頂尖的光刻機比，現在最頂尖的光刻機已經能夠生產5nm的晶片並已經向2nm發起衝擊了，我們國家的光刻機好像是14nm的，差距很大，我們與世界頂尖技術差距很大，為我們的科學家加油！

光刻機的絕大多數核心技術掌握在荷蘭ASML公司手裡。如果我們想自己研發，就必須繞過這些專利技術。中芯國際已經繞過了荷蘭ASML公司的專利技術壁壘，併成功研發了接近7nm得N+1技術的光刻機，預計年底投入量產，中國正在一步步逼近光刻機制造的頂峰。

一、光刻機與光蝕機的區別

中國研製的是蝕刻機不是光刻機，那麼我們與光刻機進展怎樣呢？光刻機與蝕刻機有什麼區別？

首先，中國研製的蝕刻機與光刻機具有同等重要的地位作用，光刻機與蝕刻機的功能和作用不同。

1、工藝不同：刻蝕機是將矽片。上多餘的部分腐蝕掉，光刻機是將圖形刻到矽片上。

2、難度不同：光刻機的難度和精度大於刻蝕機。

等離子刻蝕，是幹法刻蝕中最常見的一種形式，其原理是暴露在電子區域的氣體形成等離子體。由此產生的電離氣體和釋放高能電子組成的氣體，從而形成了等離子或離子，電離氣體原子透過電場加速時，會釋放足夠的力量與表面驅逐力緊緊粘合材料或蝕刻表面。

等離子清洗實質上是等離子體刻蝕的一種較輕微的情況。進行乾式蝕刻工藝的裝置包括反應室、電源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反應室。氣體被匯入並與等離子體進行交換。等離子體在工件表面發生反應，反應的揮發性副產物被真空泵抽走。等離子體刻蝕工藝實際上便是一種反應性等離子工藝。

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。

光刻的意思是用光來製作一個圖形（工藝）。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。

二、光刻機工作原理

1、 ASML光刻機介紹圖。

　　在加工晶片的過程中，光刻機透過一系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過畫著線路圖的掩模，經物鏡補償各種光學誤差，將線路圖成比例縮小後對映到矽片上，然後使用化學方法顯影，得到刻在矽片上的電路圖。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、鐳射刻蝕等工序。經過一次光刻的晶片可以繼續塗膠、曝光。越複雜的晶片，線路圖的層數越多，也需要更精密的曝光控制過程。

2、光刻機主要技術指標：

　　準分子鐳射器掃描步進投影光刻機最關鍵的三項技術指標是：光刻分辨力、套刻精度和產量。

　　光刻分辨力的計算公式為：

　CD=K1・λ/NA，式中λ為準分子鐳射器輸出鐳射波長，K1為工藝係數因子，NA為投影光刻物鏡數值孔徑。

從上式可以看出，提高光刻分辨力可以透過縮短鐳射波長、降低工藝係數因子K1和提高投影光刻物鏡數值孔徑NA等來實現。縮短鐳射波長將涉及到鐳射器、光學系統設計、光學材料、光學鍍膜、光路汙染以及曝光抗蝕劑等系列技術問題;低工藝係數因子K1值成像，只有當掩模設計、照明條件和抗蝕劑工藝等同時達到最佳化才能實現，為此需要採用離軸照明、相移掩模、光學鄰近效應校正、光瞳濾波等系列技術措施;投影光刻物鏡的數值孔徑則與鐳射波長及光譜頻寬、成像視場、光學設計和光學加工水平等因素有關。

套刻精度與光刻分辨力密切相關。如果要達到0.10μm的光刻分辨力，根據33%法則要求套刻精度不低於0.03μm。套刻精度主要與工件臺和掩模臺定位精度、光學對準精度、同步掃描精度等因素有關，定位精度、對準精度和同步掃描精度分別約為套刻精度的1/5～1/3，即0.006～0.01μm。提高生產效率是光刻機實現產業化的必要條件。為了提高生產效率，必須最佳化設計鐳射器輸出功率、重複頻率、曝光能量控制、同步掃描等各個技術環節，並採用先進技術儘量減少換片、步進和光學對準等環節所需時間。

　　（3）鐳射器也就是光源，它是光刻機核心裝置之一， EUV是下一代光刻的利刃。光刻機使用的光源有幾項要求：有適當的波長（波長越短，曝光的特徵尺寸就越小），同時有足夠的能量，並且均勻地分佈在曝光區。實現光刻進步的直接方法，是降低使用光源的波長。早期的紫外光源是高壓弧光燈（高壓汞燈），經過濾光後使用其中的 g線（436 nm）或 i線（365 nm）。其後採用波長更短的深紫外光光源，是一種準分子鐳射（Excimer laser），利用電子束激發惰性氣體和鹵素氣體結合形成的氣體分子，向基態躍遷時所產生鐳射，特色是方向性強、波長純度高、輸出功率大，例如 KrF （248 nm）、 ArF（193 nm）和 F2（157 nm）等。使用 193nmArF光源的幹法光刻機，其光刻工藝節點可達 45nm，採用浸沒式與光學鄰近效應矯正等技術後，其極限光刻工藝節點可達 28nm。

三、中國研製的光刻機程序

1、光刻機是卡住中國脖子的35項技術裡之一。光刻機一直都是我們科學領域的難關，大部分廠商都採取代工的方式，解決這個難題。晶片研發對於高科技創新研發是非常重要的，標誌一個國家科技水平，而作為製造晶片的重要條件，製造晶片的光刻機，其精度決定了晶片效能的上限。

2、中國在光刻機研製方面進展比較快，在“十二五”科技成就展覽上，中國生產的最好的光刻機，加工精度是90奈米。這相當於2004年上市的奔騰四CPU的水準。而國外已經做到了十幾奈米。

中國最具實力的晶片生產廠是中芯國際。晶片製造工藝，已經能夠批次生產14nm晶片，但在7Nm階段，卻被光刻機卡住了。早在2018年，中芯國際就已向ASML公司下了10臺7Nm光刻機的訂單，定金已經支付，但到目前為止，還沒有見到7Nm光刻機的影子。

3、美國干涉了ASML向之中芯國際交付7Nm光刻機，ASML再次失信。但美國沒想到的是，中芯國際繞過光刻機的限制，成功突破了7Nm級。新的過程稱為“n+1”。其效能與7Nm晶片相當，無需7Nm光刻機即可實現批次生產。中芯國際稱，N+1工藝將於今年年底實現批次生產。除了N+1，中芯國際還在繼續開發N+2工藝，類似於5nm晶片的製造工藝。預計明年差不多能實現批次生產。這樣一來，中芯國際離臺積電的水準，只有一年的時間。

四、中國研製的蝕刻機處於世界領先地位

對於晶片領域 擁有一臺先進的光刻機對於這個國家晶片生產的重要性，於是中國在研製光刻機的同時還進行蝕刻機的研製。蝕刻機的重要地位與光刻機一樣很重要。中國中微公司早在三年前就已經對外宣佈已經攻克了5奈米蝕刻機的製造技術，現在中微半導體研製的5奈米蝕刻機透過臺積電的認證。

總之，中國在研製光刻機方面逐步逼近或達到世界先進水平，在蝕刻機方面已經達到國際領先水平，讓美國等國家嫉妒羨慕，任何對科技的阻攔不起作用，顯示了我們國家科技實力。

光刻機確實需要尖端的科學技術支撐製造完成，實事求是的講，中國在這方面還有瓶頸，這就需要科學家研發、磨練、積累經驗，這可能需要一定的時間，只要有攻克的目標，有中國精神的激勵，相信一定會有實現夢想的那一天！

並不是我們製造不出光刻機，而是頂級的光刻機我們暫時研製不出來，要知道全世界最好的光刻機並不是一個國能製造出來的，而是十幾個國家聯合一起製造的，整個光刻機的部件有5萬多個，荷蘭自己能提供十分之一左右的合格配件，剩下的就是全世界各國提供，而我們自己的光刻機零部件絕大多數都是自己生產的，難度可想而知。

光刻機先進與否這個跟工業體系實力對等的，強大工業實力的美國和日本，他們自己研發的光刻機也只是到14奈米，和我們現在的差不多一樣，當然這是他們十幾二十年前的資料，但是美國和日本都放棄了繼續單獨研發更頂級光刻機的打算，因為技術的限制短時間無法突破技術，所以最終選擇了合作研製。

現在我們的光刻機只有我們自己單獨研發，也到了和過去美國日本當時遇到的難處，14奈米級別的水平，想要突破7奈米級別是非常困難的，光刻機不難造，但是精度高穩定性好的高階光刻機就難造了，世界上最先進的光刻機集合了日美歐所有發達國家的最先進技術於一身，可想而知這個難度有多高 你就會明白我們國家研發的光刻機面臨的問題有多大。

我們現在是世界上工業體系最完整的國家，現在我們自己研發光刻機，就等於是我們一國之力的科技工業水平去跟全世界幾十個發達國家的工業科技水平比較，想象一下我們有多難，也想象一下我們其實自身的實力並不差，並不是像網路上說的那樣，其實我們自身也有很多厲害的地方，只是被一些不厲害的影響了大家的感官而已。

普通精度的光刻機，對於我們來說已經不是什麼問題，現在的問題是更上一層樓的高精度光刻機，這個才是現在面臨的問題，體現在基礎工業實力的積累上，高階工業科技的基礎，裡面涉及到化學光學機械等等方面的技術基礎在裡面，光刻機遠比我們想象中的難，這個包括的頂級科技範圍太廣，特別是光源和鏡頭鏡片，以及機械工作臺，這些是屬於最核心的部位，這些方面的技術突破了，那我們的光刻機也就突破了，加油吧中國，我們能行。

中國可以製造光刻機！只是在這個領域上我們的技術相對落後，高階光刻機我們還無法制造，但是最新訊息又顯示中國的先進光刻機即將到來。

1、現有量產光刻機最高製程是90nm

現階段來說我們能量產的光刻機制程是90mm（下圖），由上海微電子製造生產，這已經是國內最先機的光刻機了，其他廠商的光刻機制程更落後，一般都是200nm~300nm這樣。

在整個光刻機領域來說，這個量產機型的製程屬於低端領域，相較於荷蘭ASML 7nm光刻機的差距是巨大的，即便是和日系廠商尼康、佳能相比也是落後的，這2家目前處於中端領域。

不過，上海微電子的低端光刻機在全球範圍內市場佔有率還可以，低端市場8成使用的它們的光刻機。

2、中中國產先進光刻機曝光最高可實現11nm

這2天有或許是由於美工斷供華為晶片的新規出現，業內曝光出了上海微電子最新光刻機的訊息，有未經證實的訊息稱上海微電子SSA/800-10W將於年底下線，單次曝光可實現28nm製程（軟體操作介面），如果成為現實那這臺機器將是中國最先進的光刻機，基本上直接超過日系廠商，成為全球第二先進的光刻機生產國。

根據訊息顯示SSA/800-10W採用ArF光源，使用的套刻精度在1.9nm左右，多次曝光可以實現11nm製程工藝，如果改用套刻精度優於1.7nm的華卓精科工作臺透過多重曝光可實現7nm製程工藝。

其實，28nm的製程光刻機是十三五計劃專案之一，其時間節點就是要求在2020年底實現。結合上述訊息看的話，基本上這臺光刻機是穩了，估計2021年最晚2022年可以量產。

此外，中國也正在研發基於EUV光源的曝光機，這個由長春機電在研發。未來如果取得突破那麼將意味著我們能有自己先進的EUV 高階光刻機，屆時7nm製程就不需要多重曝光了，可直接上。

美國在5月15日對華為再度下手斷供晶片，此舉可以說對中國半導體產業產生重大影響，將進一步促進中國在這個領域的投入和研發，相信在未來我們的科技水平將會有大幅的提升。光刻機這一難關我們也一定能度過，未來我們一定會擁有自己先進光刻機。

第一：不否認我們光刻機技術在發展，但是和世界目前排名第一的ASML相比，確實存在不小的差異。

我們的光刻機確實並沒有達到目前的7nm EUV的光刻機能力。雖然我們確實在期盼。可是，ASML的絕對優勢確實目前很難被打破，因此我們雖然有信心，可是中國光刻機技術，依然還是存在一定的困難，甚至在目前為止，我們市面上釋出的90nm的上海微電子的光刻機，和它相比還存在差異。

第二：荷蘭ASML的優勢是多種內容的結合。

我們必須要知道荷蘭的阿邁斯它的優勢並非是因為它技術方面能力的不斷突出，而是因為多種技術的合成，或者是說多家企業共同組成了ASML這個公司。

如果你想購買荷蘭ASML的光刻機，你需要做的事情，就是加入到荷蘭ASML公司中，成為它的股東，它才會優先將光客機賣給你。

它這樣做非常的聰明，它能夠吸引一大批的廠商，包括臺積電，三星，英特爾等等公司，這些公司無形中給它進行打call，成就了ASML不俗的動力。

加上多種技術都堆積在它身上，美國等國家又釋出了【瓦森納協議】來阻止我們引進它們的技術，這種情況下，我們就是“盲人摸象”，一切都在摸索。

我們並沒有放棄，且不說中科院等等一些機構在耗費巨大人力，財力去研究；就說，中芯國際的1+N技術，已經在突破沒有最新技術光刻機都能夠帶來的接近7nm工藝的技術。

因此，我們需要做的是換個思路，打破束縛。才能在光刻機領域，有所收穫！