中國光刻機和荷蘭差距巨大，現在荷蘭asml光刻機已經可以生產7nm的晶片，而中國的光刻機剛剛實現90nm的晶片光刻機功能，差距太大。至少差了五代的產品。

生產中國光刻機，代表光刻機生產最高水平的是上海微電子的前道光刻機，目前可以生產90nm晶片，而正在研發65nm的晶片設計，這樣的升級難度比從0到90nm低得多，所以預計很快就可以生產65nm和45nm的晶片了。

上海微電子的後道封裝光刻機已經在銷售和出口了，賣的還不錯，這個領域全球市場佔有率在40%，所以基礎的實力還是有的。

先來介紹什麼是光刻機。光刻機（Mask Aligner) 又名：掩模對準曝光機。在生產晶片過程中，由於積體電路很細，就比如麒麟980晶片是7nm工藝的，就代表該晶片中電路寬度為7nm，並且電路數量動輒幾億甚至幾十億條，顯然不能用機械雕刻，這就需要用“光”來雕刻電路，這就是光刻機的用途。

為了達到目的，科學家在金屬上覆蓋上一層光刻膠，然後利用光刻機去照射，那些被光線照射到的光刻膠就消失了，然後再用化學物質腐蝕，那麼電路的形狀就出來了。可見，光刻機在晶片、電路板的生產過程中多麼重要。

正是因為光刻機的精度高、技術要求高，光刻機的價格一直居高不下，動輒幾千萬美元。更可氣的是最先進的光刻機美國不賣給中國，這也是為什麼國內晶片達不到高精度，連生產工具都掌握在別的國家手裡，生產出的晶片還能比得過別的國家嗎？

非常遺憾的是，現在國內的光刻機還處於起步階段，水平落後世界很多。目前國內能夠量產的光刻機只能夠光刻90nm的大規模積體電路，跟最先進7nm的裝置差距可以說是極大的。

就在上週四新華社發文稱，國家重大科研裝備研製專案——“超分辨光刻裝備研製”在成都成功透過專家組驗收。報道稱該裝置是世界上首臺用紫外光源實現了22奈米解析度的光刻機。筆者也有幸去了中科院光電所旁聽此次驗收會，寫了報道，還算熟悉，無法苟同一些漫無邊際的瞎扯。

從目前來看，中國是有能力研發光刻機的，也成功量產了許多。但是要和最先進的光刻機比，國內還相差甚遠。不過我們也不需要為之擔憂，在這方面中國本來起步就晚，現在比不過歐美國家也是正常的。都是相信在不久的將來，光刻機這一難題終將被攻克！

光刻機是什麼？

光刻機是製造微機電、光電、二極體大規模積體電路的關鍵裝置。光刻機可以分鐘兩種，分別是模板和圖樣大小一致的contact aligner，曝光時模板緊貼晶片；第二是類似投影機原理的stepper，獲得比模板更小的曝光圖樣。

曝光機在晶圓製作過程中，主要是利用紫外線透過模板去除晶圓表面的保護膜的裝置。

一個晶圓可以製作出數十個積體電路，根據模版光刻機分為兩種：模版和晶圓大小一樣，模版不動。第二種是模版和積體電路大小一樣，模版隨光刻機聚焦部分移動。其中模版隨光刻機移動的方式，模版相對曝光機中心位置不變，始終利用聚焦鏡頭中心部分能得到更高的精度。目前，這種方式是主流方式。因此，光刻機對於積體電路的生產非常重要。

目前全球能夠製造和維護需要高度的光學和電子工業基礎技術的廠家，全世界只有少數廠家掌握光刻機技術。例如ASML、尼康、佳能、歐泰克、上海微電子裝備、SUSS、ABM，Inc等。因此，光刻機的價格昂貴，通常在3千萬到5億美元。

中國目前做光刻機的主要有上海微電子裝備有限公司、中子科技集團公司第四十五研究所國電、合肥芯碩半導體有限公司、先騰光電科技、無錫影速半導體科技。其中，上海微電子裝備有限公司已經量產的是90奈米，這是在中國最領先的技術。其國家科技重大專項“極大規模積體電路製造裝備與成套工藝專項“的65nm光刻機研製，目前正在進行整機考核。

對於光刻機技術來說，90奈米是一個技術臺階；45奈米是一個技術臺階；22奈米是一個技術臺階……90 奈米的技術升級到65奈米不難，但是45奈米要比65奈米難多了。

路要一步一步走，中國16個重大專項中的02專項提出光刻機到2020年出22奈米的。目前主流的是45奈米，而32奈米和28奈米的都需要深紫外光刻機上面改進升級。

用於光刻機的固態深紫外光源也在研發，中國的光刻機研發是並行研發的，22奈米光刻機用到的技術也在研發，用在45奈米的升級上面。

有種說法是，國外的高階光刻機對大陸禁售。目前，荷蘭的ASML則擁有全球晶圓廠光刻機裝置高達8成的市場份額，在乾式曝光機、浸潤式光刻機，EUV（極紫外線光刻機）的市場幾乎處於獨霸地位，臺積電、三星、英特爾等國際半導體巨頭都是其客戶。但是，據傳聞，中國只能買到ASML的中低端機。

去年年底，有訊息傳出，ASML中國區Quattroporte金泳璇在接受媒體（DIGITIMES）採訪時正式澄清，ASML對大陸晶圓廠與國際客戶一視同仁，只要客戶下單，EUV要進口到中國完全沒有任何問題。在交期方面，所有客戶也都完全一致，從下單到正式交貨，均為21個月。

他還透露，目前已有大陸晶圓廠巨頭與ASML展開7奈米工藝製程的EUV訂單洽談，2019年大陸首臺EUV可望落地。

至於訊息能夠為真，還要看未來兩年中國晶圓市場的發展。

    中國的光刻機技術仍然處於低端水平，上海微電子的光刻機代表中國光刻機的最高水平，製程工藝為90nm，而ASML的光刻機已經進入5nm的製程工藝，中國的高階光刻機全部依靠進口。下文具體說一說。

    光刻機的“技術壁壘”

    光刻機的技術門檻極高，可以說是集人類智慧大成的產物。

    ASML的光刻機超過90%的零件向外採購，整個裝置採用了全世界上最先進的技術，是多個國家共同努力的結果，比如德國的光學裝置和精密機械，美國的計量裝置和光源裝置。一臺7nm EUV光刻機包含了5萬多個零件，13個系統，需要把誤差分散到這個13個子系統中，所以每個配件必須得非常精準。

    最關鍵的是生產光刻機所需的關鍵零件，對中國是禁運的，所以制約了中國光刻機技術的發展。

    ASML的光刻機

    目前，全球光刻機領域的龍頭老大是荷蘭的ASML，佔領了80%的市場，日本的尼康和佳能已經被ASML完全擊敗。最先進的EUV光刻機，只有ASML能夠生產。大家所使用的的手機的處理器、電腦的CPU，大部分是ASML的光刻機制造出來的。

    ASML的7nm EUV光刻機已經非常成熟，華為的麒麟980處理器、蘋果的A12處理器、高通的驍龍855處理器均是有臺積電代工使用ASML的7nm 光刻機生產的。據說，ASML已經開始生產5nm製程的光刻機。

    中國的光刻機

    中國光刻機領域的龍頭企業是上海微電子裝備有限公司（SMEE），可以穩定生產90nm製程工藝的光刻機，並且佔領了國內80%的光刻機市場，上海微電子正在研製65nm製程的光刻機。

    根據中國重大專項計劃提出，在2020年實現22nm製程的光刻機。

    總之，相比德國、日本、美國中國的晶片製造以及超精密的機械製造方面有一定的差距，同時國外對中國的“技術封鎖”，關鍵零件“禁運”相比ASML最新的EUV 7nm光刻機，中國的光刻機仍然有很大的差距。

上海微電子，光刻機為90nm的ArF，使用波長193nm的鐳射成像技術。ASML這個目前代表世界最先進水平的企業，目前的光刻機是7nm EUV，使用波長為13.5奈米的極紫外光（EUV）！

這種水平的差異是不是很無奈！可是，這是沒有辦法的事情，ASML它就是這麼強？它為什麼這麼厲害？！

ASML的技術來自世界各地，它有美國的光柵，德國蔡司的鏡片等等技術的結合，可以說，ASML的光刻機包攬了世界最先進技術。ASML本身就是從飛利浦獨立出來的公司，可以說人才濟濟，而且受到飛利浦的支援，ASML的專利申請量眾多，甚至排在世界前列。作模式獨特，ASML規定，你想購買我的產品必須對我進行投資，這樣才能擁有對於ASML產品的優先提貨權！所以，ASML獲得了大量的資金支援，從合作伙伴那裡還可以獲得技術支援！三星，英特爾，臺積電，海力士等等都是它的股東！

可是，中國在這方面卻受到了制約，不僅僅ASML不向中國出售光刻機，就算中芯訂購了一臺，可是“大火”似乎會讓這臺機器延期！更為主要的是：美國為首的國家制定的《瓦森納協定》，時刻對我們有影響！

好訊息是：經過近7年艱苦攻關，中國科學院光電技術研究所，使用365奈米波長的光即可生產22nm的工藝的晶片，並且透過高深寬比刻蝕、多重曝光等工藝手段可以實現10nm以下的晶片生產。

可以說這方面的成績，可以為未來打破ASML在光刻機的壟斷做準備，它不但使用了波長更長紫外光，而且成本更低，為未來我們晶片發展奠定了基礎！

①跟ASML對比，相差了好幾代的技術，5nm的；

②跟全球大多數的國家對比，我們已經勝了，因為我們有，雖然是90nm。

說實話，上網上多了，看ASML的新聞看多，還以為是全世界都有好像ASML這種頂級的光刻機企業。

但是，放眼全球，ASML就獨此一家了。其他國家也有光刻機的企業，但是也不怎麼先進了，甚至大部分的國家都沒有半導體行業的了。我們國家有半導體行業，已經算是不容易了。

當然，我們還是要正視問題，目前如果外國企業想要卡脖子的話，還是可以卡住我們的脖子。

目前的光刻機中，最先進的是ASML的光刻機已經進入5nm的製程工藝。這真的太厲害了，這是目前全球最頂尖的水平了。ASML也是好幾個國家一起砸錢燒出來的，以前很多企業一起攻克技術難關的，但是因為難度太高，費用太貴了，後來歐美幾個國家砸錢進來了才把ASML砸了出來。

上海微電子的光刻機制程工藝為90nm，採用的是前幾代的技術ArF的90nm，算是上世界的技術了。這個差距我們還是要承認的。

總結一下：那就是我們確實落後了別人超過20年的技術了，因為我們起步真的晚了。但是，起碼我們在努力著。

而且，我們國家的半導體行業還有一段很長的路，光刻機只是其中的一方面，甚至是是一個環境，很重要但不是全部。

對於光刻機來說，目前世界的老大是荷蘭的ASML，而且基本處於壟斷地位，高階市場只此一家，於是很大人就想當然的認為，光刻機技術含量太高，別人做不了，只有ASML能做，這種說法有一定的道理，但並非其他國家就做不了，主要沒人去做高階市場還是因為沒有市場的問題限制了！

ASML起源於荷蘭菲利浦，這公司是家電大企業，曾經一條龍做終端產品、晶片、光刻機，一個完整的產業鏈。後來慢慢分工，結果晶片做沒落了，光刻機卻做到了巔峰。光刻機給人的映象就是一臺上億美元，這個看起來很牛，利潤空間也很大。如此高利潤，為何只有ASML一家獨大，其他生產光刻機的企業包括佳能、尼康，中國的上海微電子等，怎麼這些就只能涉及低端產業，就沒能做出成績來呢？

其實光刻機這個行業相當的苦，全世界做晶片的也就幾十家企業，高階的也就那麼幾家，光刻機一年的市場也就幾十億美元，客戶少，稍不留神沒有接到訂單或者客戶被競爭企業搶走了，面臨的很可能就是鉅額虧損！ASML能夠保持今天的壟斷地位，主要還是這家公司採用了一種全新的商業模式，與客戶進行了捆綁，英特爾、三星、臺積電等都是這家公司的大股東，然後他們當然就買自家的產品了，於是像佳能、尼康等企業一看，高階市場已經沒有任何市場了，做出來又賣給誰呢？也就只能放棄了，所以大家都完全放棄了高階光刻機市場，只做中底端。

所以說，光刻機問題是別人技術上做不了嗎？未必，是對手沒法做，市場已經被人壟斷了，做了賣不出去，做了也白做！

但是今天中國面臨一個嚴峻的問題，我們晶片被美國卡了脖子，中國也沒有幾家晶片封裝企業，一下子搞得中興連晶片都沒有了，還鬧了一段時間恐慌，雖然之後這樣的的限制在中國企業付出很大代價後解除了，但發展自己的晶片產業成為一種必然，尤其是高階晶片！但如果有一天ASML不賣光刻機了呢？

一方面我們有自己的光刻機企業，但走的也是低端路線，實力不強，因為中國晶片本來就是大量進口，而現在中國企業和政府都大量的砸錢，希望在近些年儘快將晶片追上來，能夠滿足自給自足！而已中國的眼光，尤其是華為，他們不會看不到未來光刻機被卡脖子的一天？我相信這一天一定會來，因此中國恐怕現在已經開始砸錢，在發展晶片的同時，也希望用錢將光刻機一併砸出來，這是很有可能的。

光刻機的壁壘更多的其實不是技術，而是市場的需求，是商業模式的壟斷，一旦捨得投入，我相信光刻機也不是難事！就像看20年中國所有的領域都落後，但今天一看，真要去做，基本都成了，甚至比西方做得更好，相信光刻機也是一樣！

中國的光刻機處於低端的水平！

全球光刻技術市場如果按照高中低三個檔次細分的話，荷蘭ASML處於頂端，而日本的尼康和佳能位於中低端位置，而中國的光刻機只能搶奪低端市場份額。

1、中國能量產光刻機的製造商

中國光刻機系統製造商不少，各廠商中量產光刻機水平最高的是上海微電子，現階段可以量產90nm製造工作的光刻機，剩下其他廠商如合肥芯碩、無錫影速等只能出200nm的光刻機。

這些廠商當中上海微電子成立於2002年，當前生產的光刻機主要應用於各類封裝工藝需求（IC後道封裝光刻機），以及LED製造（投影光刻機）等行業，整體市場份額還算不錯，國內市場封裝光刻機能佔到80%的份額（雖然是低端領域）。

2、上海微電子已攻破65nm工藝

90nm工藝對光刻機來說是一道坎，但跨過之後就很容易進發到65nm製造工藝。因此，現階段的上海微電子已經完成了65nm製造工藝的研發，正在進行驗證機型的試驗。有訊息稱目前上海微電子正在攻關最新一道坎，也就是45nm工藝，但也有人稱目前在研發28nm相關技術。

當然，突破65nm工藝還只是前期工作，想要達到量產的水平還需要一個不短的過程，希望今年能聽到這方面的好訊息。

3、人才和材料缺乏突破

中國光刻機水平低是事實，有些人可能會認為拖累我們技術程序是外國的封鎖，但個人並不認同。真正阻礙中國在光刻機上快速發展的是人才的缺失，以及核心製造工業水平不夠高。

目前國內高等院校這塊培養的人才不夠，很多學院出來的人願意做半導體和工藝研發的很少，同時高校這塊整體的教育水準也略低，和國外高等教育相比有很大差距。

同時，光刻機的核心裝置涉及到光學領域的技術，一臺光刻機就好像一個大號的單反，其核心部分就是鏡頭，一個高2m直徑1m甚至更大的大型鏡頭，這樣的裝置我們目前無能為力。而ASML現在的光學系統就是由光學領域的著名企業蔡司提供，而再看看蔡司在EUV上技術專利都超過了ASML。

因此，想要研發出高階的光刻機，中國需要突破的領域很多，除了自身的製造工藝外，還有製造光刻機相關的一系核心配件。

綜合而言，中國光刻機現在整體就是處於低端水平，和領先的ASML至少有10年以上的差距，即便是和日本廠商相比也有很大差距，未來想要在光刻機上追上需要各方面努力，人才教育得跟上，配件材料同樣得有新突破。

中國目前光刻機處於怎樣的水平？目前全球生產光刻機的企業並不多，而光刻機市場又被ASML壟斷差不多佔據了將近九成的份額。雖然我們是晶片消費大國，但晶片製造卻並不強，而其關鍵裝置光刻機水平只處於低端水平，與ASML差距還相當大。

目前全球光刻機主要生產廠家是荷蘭ASML、日本的尼康和Canon、中國上海微電子集團SMEE等為數不多的幾家。而光刻機的市場需求並沒有多大，荷蘭ASML依靠技術積累以及與晶片製造廠家投資繫結的特殊方式，壟斷了全球諸如臺積電、三星及Intel等幾大晶片製造龍頭，從而在光刻機市場獨佔鰲頭，達到了87.4%的份額。而日本尼康的光刻機只能在中低端市場獲得一定的份額，SMEE只獲取了部分低端光刻機市場份額。

目前只有荷蘭ASML公司能夠生產7nm/5nm製程的高階光刻機，而中國最先進的光刻機是SMEE研發設計的，但製程只能達到90nm，可見雙方的差距有多大。雖然在2019年4月由武漢光電國家技術研究中心甘宗松團隊成功刻出9nm線寬線段的光束，可以說取得了重大的突破，但要真正應用到實踐中生產出光刻機，還有相當長的距離和時間。

光刻機技術複雜而且精度要求高，需要有幾萬個零部件組成。雖然我們可以解決有無的問題，可以從全球供應鏈取得零部件，但要購得精度要求高的零部件卻被西方國家所禁止。比如美國高精度的光柵、德國的高精度鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等等，如果沒有這些高精度的零部件，以我們目前相關的水平是難以做到高階光刻機的。

但這樣的情形正在改變，我們是晶片使用及進口大國，而高階晶片製造卻掌握在別人手裡，國家正在推進關鍵技術及材料的自主研發，成為國家重大專項計劃。比如2018年已經驗收的實現22nm解析度的“超分辨光刻裝備研製”，計劃在2020年實現研發出22nm製程的高階機。相信以這樣的速度推進，我們縮短與ASML距離的時間會越來越短。

關於中中國產光刻機目前處於什麼水平，網上的各種訊息讓人搞的有點亂。一邊有人說我們的光刻機仍然處於90nm水平，一邊又有人說我們的光刻機已經處於5nm水平了，中中國產光刻機究竟什麼水平？

中中國產光刻機目前什麼水平

關於這個90nm和5nm水平，大部分是混淆了兩個機器，雖然這兩個機器名字只有一字之差，但是它所代表的意義就大不相同。

中中國產光刻機水平：目前是90nm水平，其它更加先進的仍舊處於實驗室階段，想要實現商用還需要很長一段時間。

2018年時中科院的“超分辨光刻裝備研製”透過驗收，它的光刻分辨力達到22nm，結合雙重曝光技術後，未來還可用於製造10nm級別的晶片。

但是這也是僅僅處於實驗室階段，也就是想要真正的投入商用還是需要很長一段時間。

中中國產蝕刻機水平：中微半導體做的蝕刻機已經達到了5nm水平，也得到了臺積電的相關認證，可以說是非常領先的。

這裡大部分人就是混淆了這個光刻機和蝕刻機兩個概念，雖然它們只有一字之差，但是意義卻大不相同。全球能做頂級蝕刻機的有好幾家，而能做最頂級光刻機的只有荷蘭的ASML一家。

光刻機和蝕刻機

在晶片生產過程中，光刻機相當於在一塊晶圓上覆印了一張畫的圖案（也就是晶片內部電路圖的圖案）而蝕刻機作用就是把光刻機影印的圖案進行雕刻。

相比於光刻機，蝕刻機的地位並不是非常的重要，因為全球範圍能做頂級蝕刻機的有好幾家廠商，能做頂級光刻機的只有ASML一家獨大。佳能和尼康也可以做光刻機，但是與ASML根本不是一個級別的。

可以說在晶片生產過程中，光刻機相當於一個人體的頭部起著控制作用，而蝕刻機只能說是人體的四肢。腦部有選擇性，它可以不用你這個四肢，也就是換用其它家的頂級蝕刻機，而光刻機就獨此一家。

其實這是一個非常愚蠢至極想法，它不僅僅影響的我們國家的國際影響，也讓其它國家不再敢和我們進行合作。

並且三星西安工廠主要是生產記憶體顆粒，它用的光刻機並不是荷蘭ASML生產的頂級光刻機，扣下來也做不了頂級晶片。也可以這麼去說，就算你把它扣下來，雖然機器在我們手上，但是和廢鐵並沒有什麼兩樣。

這種機器都安裝了各種保護，高精度的電子陀螺儀，一旦機器出現移動以及有拆解動作就會遠端自動鎖機。想要解鎖只能去找廠商人員進行解決，也需要重新除錯。

這一點在一些高階進口機床上也是如此，機器想要移動位置，必須提前進行報備，由廠家工程師進行解決。如果自己未經廠商允許移動了位置，只會是被鎖機。

結語

光刻機所需要的核心部件都是全球頂級廠商提供，這些部件很多我們國內水平是達不到的。例如光刻機的鏡頭，是由德國的蔡司公司提供，需要經過幾十年甚至上百年的技術積累沉澱。

而我們在光刻機領域仍需要進行努力，加大科研投入，重視人才，集體合心，仍舊會取得重要突破。

這裡也要說一下，並不是90nm光刻機就什麼也用不了。很多晶片仍舊需要它來進行加工，例如手機上的藍芽晶片、射頻晶片、功放晶片、電源管理晶片等，以及日常所用的路由器晶片、各種電器驅動晶片等需要用到這種光刻機。