中国的光刻机达到了世界先进水平，但为何生产高端芯片依然困难重重？

1. 中国的光刻机达到了世界先进水平，但为何生产高端芯片依然困难重重？

 018年12月，中微半导体设备（上海）有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证，性能优良，将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米，相当于头发丝直径（约为0.1毫米）的二万分之一，将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产，预计2020年量产。
▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳，等离子蚀刻步骤会增加三倍
刻蚀机是芯片制造的关键设备之一，曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示，中微与科林研发(Lam Research)、应用材料(Applied Materials)、东京威力科创(Tokyo Electron Limited）、日立全球先端科技 (Hitachi High-Technologies) 4家美日企业，组成了国际第一梯队，为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机，预计能获得比7纳米更大的市场份额。
中科院SP超分辨光刻机
提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平，应该是指2018年11月29日通过验收的，由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。
该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体（surfaceplasma，SP）超分辨光刻装备。

▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机
该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10nm级别的芯片。

▲中科院研发的光刻机镜头
目前这个装备已制备出一系列纳米功能器件，包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等，也就是说，目前主要是一些光学等领域的器件。验证了该装备纳米功能器件加工能力，已达到实用化水平。

▲中科院SP光刻机加工的样品
然而，此次验收合格的中科院光电技术研究所的这台表面等离子超衍射光刻机（SP光刻机）的加工精度与ASML的光刻机没法比。没法用于刻几十纳米级的芯片，至少以现在的技术不能。
据光电所专家称，该所研制成功的这种SP光刻机用于芯片制造上还需要攻克一系列的技术难题，目前距离还很遥远。也就是说中科院研制的这种光刻机不能（像一些网媒说的）用来光刻CPU。它的意义是用便宜光源实现较高的分辨率，用于一些特殊制造场景，很经济。
总之，中科院的22纳米分辨率光刻机跟ASML垄断的光刻机不是一回事，说前者弯道超车，就好像说中国出了个竞走名将要超越博尔特。
显然，中科院研制成功的这台“超分辨光刻装备”并不能说明我国在市场主流的的光刻机研制方面已经达到了世界先进水平，那么现阶段我国的光刻机的真实水平又是怎样的呢？且看以下对比。

2. 半导体行业“新机遇”：5台光刻机收入囊中，国产芯片加速崛起

随着我国 科技 企业的不断发展，像华为这样的企业在全球也取得了很多举世瞩目的成绩。因此也就引来了一系列的“麻烦”——以美国为首的西方国家纷纷展开对我国华为等 科技 企业的“围剿”。
  
 虽然在短期内我国的 科技 企业受到了前所未有的打击，但是在很大程度上，我国的 科技 企业也纷纷明白一个道理。那就是，唯有自强自主才可以救自己。
     
    
  
 当然华为受到美国的打压，究其原因就是由于其在芯片制造领域上存在很多短板。这个短板不仅仅对于华为来讲是“致命”的。甚至对于我国的半导体行业，也依旧比较“致命”。
  
 虽然我国在半导体领域已经发展了很多年，但是我国在该领域取得的成绩依旧不是很大。即使我们在芯片的设计领域已经达到了全球领先的地位，但是对于芯片的封装和生产依旧没有什么大的进展。因此，我们也只能眼睁睁的看着被别人欺负。
  
 说到芯片的制造，首先想到的就是光刻机了。一台光刻机是不是高端，就决定了其生产出来的芯片性能的高低。作为全球最先进的光刻机生产公司——ASML可以说是最具有发言权的。就连全球最大的芯片代工厂台积电都离不开ASML光刻机的支持，三星同样也不例外。
  
 虽然我们大陆的芯片代工厂——中芯国际已经绕过了ASML公司的制作工艺，可以自主生产出和7纳米制程芯片同等水平的芯片。但是我们依旧不可以掉以轻心，毕竟荷兰的ASML才是全球光刻机界的老大，我们要想超越它，还有很长的路要走。
     
    
  
 但是接下来这条消息，可能会让人兴奋。就在10月16日，我们国家的企业英唐智控收购了一家名为先锋微技术的 科技 公司。先锋微技术作为一家日本企业，但是被我国的英唐收购之后，也就意味着它已经完全成为一家中国公司了。据了解，先锋微技术在芯片领域还是有着相当不错的前景的。尤其是在芯片的设计领域，取得了很多不错的成绩。
  
 英唐智控收购先锋为 科技 ，也给我国相关领域带来了一些“福利”。据了解先锋微技术拥有5台光刻机，这个时候被我国的 科技 企业收购，还是值得庆幸的。除此之外，先锋微技术当前也掌握着相关行业中最优秀的芯片模拟技术，可以在一定程度上，给我国芯片设计等方面注入新的“活力”。再加上先锋微技术手中掌握的一条6英寸的晶圆体生产线。在我国相关 科技 企业得到一段时间的发展之后，必将会为我国在半导体行业中的发展助推一把。
  
 当然，我们还是要通过自己的断学习和研究来进行自主的研发和技术的创新，毕竟只有将核心的技术掌握在自己手中才可以使得自己稳稳的立足于全球，才不会在关键时候被别的国家扼住喉咙。
     
    相信不久之后，经过我国 科技 企业的不断发展，美国的芯片将会被我国所彻底“遗弃”。我国也必将在芯片领域取得更多成绩，国产芯片也将再次刷新该领域的“成绩”，成为全球国家的榜样，到了那个时候，我们必将彻底摆脱被人束缚的局面，真正的立足于世界的“顶端”。

3. 国内“巨头”打破垄断，光刻机迎来希望，核心器件已研制成功

  中国的半导体产业虽然谈不上落后，但也算不上先进，有像华为海思这样闻名全球的芯片公司，也有崭露头角的汇顶 科技 、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的，中国的芯片公司主要只是掌握了设计。 
       整个半导体产业链规模是十分庞大的，   从EDA到芯片设计、芯片制造，到最后封装测试，所涉及到的公司不计其数。   而在中国大陆，半导体产业主要存在于芯片设计这块，我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计，并未参与到制造过程中。 
    中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产，如咱们熟悉的台积电，不仅是麒麟系列芯片的代工厂，还是苹果A系列芯片的代工厂，也就是说，   台积电是芯片设计公司的上游供应商，而在台积电的上面，还有更上一级的供应商，那就是半导体设备商。  
       整个半导体制造产业中，最核心的设备就是光刻机，   因为缺少了光刻机，中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。   相比之下，台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了，所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了，中国已经开始追赶了。 
    投影物镜、工件台和光源，这是制造光刻机的三大核心子系统，对自主生产光刻机有着至关重要的作用。   早在2001年的时候，荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统，   极大的提升了光刻机的产能，从原本单工件台的80片/时，提升到了270片/时。 
       就在那时候，ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0.1微米，而中国光刻机分辨率还处于0.8到1微米，而且缺乏产业化，主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出，引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。 
     朱煜当时就认定，中国必须掌握这样的顶尖技术，因为这是强大的技术壁垒，双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。   在这样的背景之下，朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作，2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。 
       但在后续的研发过程中，朱煜团队又陷入到了瓶颈之中，从2004到2008年，团队一度因为研发经费不足而几乎停滞，好在2009年“02专项”开始实施，团队才再次获得科研经费，从这时开始，朱煜团队开始重点研发双工件台。 
    为了加快产业化进程，2012年朱煜等人成立了华卓有限，也就是如今的华卓精科，经过长达8年的努力，朱煜团队终于开始收获回报了。   2016年华卓精科研制成功两套α样机，这也是“02专项”光刻机项目群中，首个通过正式验收的项目。  
       如今在朱煜等人带领下的华卓精科，成功   打破了ASML长达20年的双工件台垄断，   成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划，   华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台，朱煜表示，这款产品的售价约为6000万元。  
    目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单，公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨，因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户，而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。 
       需要注意的是，尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额，华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为，工件台属于核心技术，不对外销售，因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。 
    总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻，   首先是客户单一化，成为了企业营收最大的难题；其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机，只能满足90nm工艺需求，   对于日渐提升的半导体产业而言，意义还是很有限的。 
       所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破，还得看后面上海微电子能够做得怎么样。   据悉，上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付，其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。   真心希望如外界所言，国产光刻机能够在2021年迎来新的突破！ 

4. 中国打破“芯片”残局！国产光刻机有望翻身，成功突破西方垄断

中国打破“芯片”残局!国产光刻机有望翻身,成功突破西方垄断

5. 中国的光刻机与刻蚀机已经达到世界先进水平，为什么有些人还说中国芯片业依旧前路艰辛？

据媒体报道，2018年12月，中微半导体设备（上海）有限公司自主研制的5纳米等离子体刻蚀机经台积电验证，性能优良，将用于全球首条5纳米制程生产线。5纳米，相当于头发丝直径（约为0.1毫米）的二万分之一，将成为集成电路芯片上的最小线宽。台积电计划2019年进行5纳米制程试产，预计2020年量产。

▲半导体器件工艺制程从14纳米微缩到5纳，等离子蚀刻步骤会增加三倍
刻蚀机是芯片制造的关键设备之一，曾一度是发达国家的出口管制产品。中微半导体联合创始人倪图强表示，中微与科林研发(Lam Research)、应用材料(Applied Materials)、东京威力科创(Tokyo Electron Limited）、日立全球先端科技 (Hitachi High-Technologies) 4家美日企业，组成了国际第一梯队，为7纳米芯片生产线供应刻蚀机。中微半导体如今通过台积电验证的5纳米刻蚀机，预计能获得比7纳米更大的市场份额。

中科院SP超分辨光刻机
提问者所说的中国光刻机达到世界先进水平，应该是指2018年11月29日通过验收的，由中国科学院光电技术研究所主导、经过近七年艰苦攻关研制的“超分辨光刻装备”项目。
该项目下研制的这台光刻机是“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。这是一种表面等离子体（surfaceplasma，SP）超分辨光刻装备。
▲中科院研制成功并通过验收的SP光刻机
该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10nm级别的芯片......

中国的刻蚀机的确是达到了世界先进水平，光刻机还早，而且就算是这两样都世界先进了，不代表中国芯片业的前路就不艰辛了。目前中国的刻蚀机的确领先，5纳米等离子体刻蚀机已经通过台积电验证；但是光刻机就差多了，之前新闻报道中提到的“中科院SP超分辨光刻机”其实最多只能算是一个“原型机”，和ASML的光刻机不能相提并论，也不能用来制造芯片，还需要攻克一系列的技术难题退一步讲，就算是中国的光刻机与刻蚀机都达到世界领先就解决问题了么？ASML的EUV光刻机我们已经下单等待交货了，是不是到货以后中国就可以生产7nm甚至是5nm的芯片了不要把问题想简单了，以为芯片也只有光刻机和刻蚀机。芯片制造的技术、经验、工艺以及人才是一个系统性的工程，台积电也不是一天建成的，有了光刻机也不代表我们就能造出最顶尖的芯片。

6. 中国如果可以做出高端光刻机，欧美国家会有什么反应？

前段时间，中芯国际向荷兰ASML订购了一台EUV极紫外光刻机，这是中芯用于7nm工艺的光刻机。但是，ASML的突然意外失火，让中芯错失这台机器。实际上，就算不失火，我估计中芯也拿不到这台机器！“技术的垄断”不会让我们掌握这项关键性技术。我们即使无奈，却只能“忍气吞声！”

我们先解决一个问题：为什么荷兰ASML公司可以垄断80%的光刻机市场份额？原因很简单，技术先进。而我们为什么制造不出光刻机？同样原因很简单：技术落后！
我们首先要知道，光刻机是什么？
光刻机，通过将各路电路的图案经过激光，缩微投影爆光到光刻胶上。看似简单的解释，其实非常复杂。所以，如今做的最好的就是荷兰的ASML的光刻机。而，尼康，佳能，中国的上海微电子装备和它相比还远远不如。
那么，为什么台积电，三星可以拥有ASML最先进的光刻机呢？主要是因为台积电，三星在ASML中都有股份。所以，它们可以第一时间使用到ASML公司的光刻机。

目前，我国为了摆脱这种困境，专门成立了，上海微电子装备有限公司（SMEE）。终于在2007年研究出了90nm高端投影光刻机；而在2016年内部验收了28nm光刻机。虽然说和荷兰ASML的7nm光刻机相去胜远，但是这已经是进步。
其实，上海微电子的在光刻机领域的进步虽然有目共睹，但是和荷兰之间的差异还是非常大的。这里主要是因为一些关键零部件，还是来欧美发达国家，比如瑞典的轴承，德国的镜头，美国的光栅，法国的阀件等等。而这些国家对于中国零部件都是禁运的。
所以，在这些关键的零部件中对中国进行禁售，也是反映了欧美国家害怕，一旦中国掌握了光刻机技术，会对欧美国家产生多大的影响，特别是在芯片领域的自主。
而光刻机中的一些关键技术，需要我们特别注重基础科学研究，加大投入。只有在慢慢的投入过程中获得提升，才能够摆脱西方国家的垄断。

哈哈，中国本身就是可以造出光刻机的，不过比世界最先进的标准差两到三代，荷兰阿斯麦的高端光刻机现在可以做出7纳米工艺的成熟产品，下一步应该是5纳米，3纳米。
不过最近两年我国光刻设备研发取得长足的进步，发展惊人，就在前两天爆出喜讯，中科院光电研究所攻关研制出世界首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机。其实计划是2030年要达到世界先进水平，与世界先进技术齐平，以现在看来可能会提前完成目标。
我国光刻技术进步，会使世界上的光刻设备销售价变成白菜价，荷兰阿斯麦的高端光刻设备售价可以达到1亿多美金一台，光一个极紫外光源就要3000万，而我们的紫外光源只要几万块钱一个，光刻机整机也只需百万级别，到千万级别的。其实我们去买它们的最顶端的光刻机，根本就不会卖给我们。

7. 比EUV光刻机垄断更可怕的是，精密仪器90%市场被美国日本所垄断

自从华为被断供以来，光刻机就成为了国人之痛，作为芯片制造过程中，最为核心的重要设备，却一直掌握在国外的手里，如今我们在芯片供应方面被人卡住脖子，就是因为ASML公司无法自由出货，导致我们无法拥有能打造高端芯片的EUV光刻机，比如我国物理学家杨振宁，其实早在几十年前就已经提醒世人，不要将钱浪费在建造对撞机上，而是要将钱放在半导体领域的研发，结果这样的提醒在当时的中国看来，完全就是显得非常多余，因为谁也没有想到如今半导体会成为 科技 发展最重要的支柱，可是真正比EUV光刻机垄断更可怕的 科技 领域，其实还有一个，那就是精密仪器领域，我国在精密仪器领域的市场份额，几乎有90%都被美国和日本所垄断。
     
 确实如此，随着中国 科技 的不断发展，其实我们在很多领域都已经实现领先，这也是为什么现在中国的影响力越来越高，也是为什么国外媒体总是报道中国 科技 发展得越来越好，然而我们不仅在半导体领域被EUV光刻机卡住脖子，同时我们在精密仪器领域也受制于人，所谓的精密仪器就是指面向高端制造装备、生物医学工程和航天国防等重大前沿 科技 领域，是以精密机械、光学、电子、量子技术、计算机等前沿 科技 为手段，来 探索 并研究和设计新原理的高端仪器，从而实现自动化、信息化、智能化的前沿 科技 ，如测量仪器、检测仪器以及精密电子仪器等尖端科学仪器，正是这些仪器我们基本都需要从国外进口，才能满足国内市场所需。
     
 
  
  
 比如截止2021年，我国企业就已经累积投入了3800亿用于仪器进口，很多精密仪器都是花大价钱从国外进口来的，除了为了满足我国国内市场所需之外，同时也是为了拆解后进行科学研究，希望能打破来自国外技术的垄断，然而拆解后才发现技术的精密程度远超人们的想象，这也是为什么我们现在连山寨版都无法实现的具体原因，前几年常常有人说中国是山寨大国，无论国外有什么技术我们总是能模仿并生产，可是如此高端的精密仪器我们却连山寨版都做不出来，这就和EUV光刻机一样，其难度之大是超乎所有人的想象，据可靠数据统计，我国在该领域的自给率连5%都没有达到，几乎有90%以上的精密仪器都是从美国和日本进口的，而且进口的价格还特别的贵。
     
 
  
  
 那么为什么我国连山寨版的精密仪器都无法制造呢？未来要如何打破这种垄断的局面呢？其实高端精密仪器虽然属于冷门行业，但是我国企业也投入了大量精力，甚至可以说投入的力度一点不比在半导体领域小，可是由于该领域的市场规模有限，这也就意味着很多企业是难以生存的，包括行业又自带重资产属性，哪怕是产生了一定的成果也未必会得到市场认可，这也是为什么很多企业不敢投入更多资金去研发的原因，而更加重要的是，科研仪器的研发技术门槛很高，涉及到的基础学科众多，然而我国相关人才又少之又少，这也导致我们企业很难招聘到满意的人才，所以自然也组建不了相应的科研团队，特别是产业链基本集中在美日企业，很多核心技术都掌握在他们手里，想要突破更是难上加难。

8. 美国拦得住？国产芯加速追赶，德媒：中国10年内光刻机自给自足

 自打美国将多家中企列入实体清单以来，华为等 科技 企业就接连受到美国打压，导致国内芯片供应成为当前燃眉之急，而这当中光刻机是我国摆脱芯片制造限制的关键。即便是美国如此疯狂地封锁，我国芯片自主研究还是取得显著成效，近日有外媒称，中国在10年内或可实现自给自足，那么它说得是否切实？  
      
    光刻机  究竟有多珍贵 
     这台机器是目前全球现代化程度最高的芯片生产设备，它重达180吨，大大小小的零件不计其数，且多从德国、日本和美国进口，可用于7nm以下芯片的生产。阿斯麦耗费了将近10年时间来开发它，生产的尖端芯片可以用于智能电子产品、人工智能电脑和5G设备。
   芯片巨头如英特尔、三星和台积电都是阿斯麦的客户，而我国芯片厂商中芯国际也早在2018年初就订购了一台极紫外光刻机，但迫于美国压力，至今仍未到货。
      
    美国施压阿斯麦 
   美国对阿斯麦的施压要从特朗普执政时期说起，当时的国安顾问就要求作为盟友的荷兰停止销售光刻机给中国。而荷兰既然有能力生产EUV光刻机，为何还要受美国限制呢？这是因为白宫有权限制美国光刻机关键零件出口荷兰，而没有这些零件，阿斯麦的光刻机根本无法运作。
   不仅如此，在拜登上任后，也曾命安全顾问前往荷兰，敦促荷兰保持阿斯麦对中国的出口限制。此外，近期还有美国专家团以中国人工智能军事威胁为由，建议拜登敦促阿斯麦加大光刻机对华出口的限制力度。
      
    我国正以“中国速度”追赶 
   面对美国越来越过分的干涉，阿斯麦发言人称，当前的政治和国际形势瞬息万变，荷兰政府理解中国处境，当前正在争取办理EUV光刻机的对华出口许可证。
   且不说中芯国际订购的光刻机何时能到货，俗话说得好“手里有粮心里不慌”，只有把技术真正攥在手里，才能稳操胜券。而事实也正是如此，不仅中科院布局芯片核心技术，华为也积极开展人才招聘计划和人工智能开发，而国内企业安世半导体则收购英国硅芯片厂，颇有全国一心钻研芯片之势。
   有德媒称，中国在10年内或将实现自给自足，而阿斯麦CEO则表示中企最快3年内或许就可以攻克难关。当然这些都只是外界的声音，我们还是应该脚踏实地，虽然光刻机研制任重而道远，我们也要坚信先把基础打好，登顶也只是时间问题！