国产光刻机的现状究竟如何？

电脑版 2020-11-26 09:38

国产光刻机的现状究竟如何？:国产光刻机现在的水平其实并没有达到世界最先进水平，我们现在的光刻机技术属于第三级别，世界上最先进的光刻机是荷兰生产的万国:-

国产光刻机现在的水平其实并没有达到世界最先进水平，我们现在的光刻机技术属于第三级别，世界上最先进的光刻机是荷兰生产的万国牌光刻机，为什么叫做万国牌呢，其实就是因为这个光刻机是多国顶尖科技结合的结果，并不是荷兰自己单独有能力研制的，五万多的部件其中95%来自世界上多个国家，荷兰只是把这些东西进行无缝连接的组装起来，所以叫做万国牌光刻机。

虽然是万国牌，但是却是世界上最先进的光刻机没有之一，可以生产达到七纳米级别的芯片，这是世界上绝无仅有的，而且现在已经成功的研制出来五纳米技术的光刻机，正在进行最后的测试然后正式进行商业运用，所以说荷兰的这个光刻机是最顶级的独自一档的存在，没有比肩者，甚至连接近者目前都不存在。

第二档次是日本和美国研制的光刻机，水平达到了14纳米级别的运用，这个级别已经是目前美国和日本的极限，至少现在美国和日本已经放弃了进一步自己研发更先进光刻机的打算，加入了跟其他国家一起入股荷兰光刻机的行列，成为了其中的一份子，荷兰光刻机的成功离不开美国德国和日本科技配件方面的支持，也足以说明了光刻机的难度有多大。

接下来就是我们的最新突破的光刻机，二十纳米级别的，目前正在研发实验提升到十四纳米级别的，只不过现在还没有正式成功，而且还只是在实验室里面，根本还没有正式拿出来进行实用生产，所以我们的十四纳米其实就是一个目标概念，还没有真正的达到，但是二十纳米其实已经达到成功的研制出来，也可以看出来我们还需要努力才行。

我们光刻机研发的进步其实也是因为外在力量的压力给压出来的，美国受益荷兰不允许卖给我们最先进的光刻机，所以我们为了发展自己不受制于人，决定自己研发光刻机，所以在这些年才有了这样的成果，其实有时候被逼的最容易激发自己的潜力，去年荷兰突然不顾美国的立场，宣布出售七纳米级别的光刻机给我们，这个消息让国人高兴了一阵，因为被别人卡芯片脖子的感觉太难受，真正日子马上就要过去了，当然高兴了。

只是刚刚今年十一月得出的消息，荷兰由于顾及美国方面立场的压力，以经宣布暂停售卖光刻机给我们，这个消息很突然，让人措手不及，荷兰方面的说法是顾及美国的立场，但是又说一些话，说自己很重视中国市场，因为中国市场每年给荷兰光刻机公司带来总收入的五分之一的份额，话虽然好听这应该只是安慰说好话而已，想讨好我们又不想得罪美国的一种做法而已，其实还是偏向于美国，对于这种出尔反尔放鸽子的行为我们愤怒也没有，只有自己努力研发突破了才不会受到这种气，现在别人真的这样我们没有办法，因为主动权在对方手中，只有当我们自己拥有强大实力的时候才会真正的掌控主动权，现在还需要知耻后勇的努力才行。

国产光刻机解决了从0到1的问题，也就是填补了国内空白，但和国际水平相比，至少落后15年吧。

目前我国从事芯片前端制造用光刻机（和ASML、尼康处于同样工序）的生产商主要有两家，上海微电子装备（集团）股份有限公司（SMEE）和中国电科（CETC）旗下的电科装备。

相比之下，上海微电子的光刻机能代表国内最先进的水平，2017年4月承担的国家重大科技专项任务“浸没光刻机关键技术预研项目”通过正式验收，2017年10月承担的重大科技专项“90nm光刻机样机研制”任务通过专家组现场测试。

注意上面的表述有两点关键信息，一是样机研制，现在估计正在量产攻关，二是90nm，这个分辨率和ASML的产品Twinscan AT 1150i一样，而ASML的这款产品在2004年即已量产上市，如此算来，国产最好的光刻机落后国际水平至少15年。这是一个需要努力的差距。

中国电科（CETC）产品的光刻分辨率为1微米，也就是1000nm，和上海微电子的90nm光刻机相比，差距就更大了。

上海微电子的光刻机至少可以刻出130nm的特征线宽（可以近似看作是130nm制程工艺），最大可以达到90nm，这是什么概念呢？2004年，英特尔推出的Prescott架构的Pentium4E处理器，采用的就是90nm制程工艺，也就是说，我国目前最先进的光刻机可以制造15年前的Pentium4E处理器。这也是中芯国际必须从ASML订购先进光刻机的原因，无他，国产光刻机还没跟上来。

中国电科（CETC）的光刻机可以制造什么样的处理器呢？答案是英特尔的486处理器，这是一款发布于30年前的处理器。

总之，国产光刻机还有很长的路要走，慢慢来吧，一口气吃不成胖子。

原创回答，搬运必究。

我国有光刻机，但是仅限于低端领域，目前全球光刻机市场的食物链是荷兰的ASML在顶端，其次是日系厂商（尼康和佳能）占据中低端市场，而我国仅有一家上海微电子能生产低端光刻机，如果搞一个全球排名的话，那么上海微电子就是全球第四，但这是垫底的偏门。

1、上海微电子的90nm光刻机：目前我国能整机制造光刻机的只有上海微电子，2002年起家开始做这方面的研究，从零起步，目前其制造工艺已经能达到90nm（具体型号见下图），2018年时上海微电子产的光刻机已经完成验收。

按照科技领域的研发情况，使用一代，研发一代，再预备一代，上海微电子基本上也是这个流程，搞定90nm工艺后，现阶段已经完成了65nm工艺的研发和验证，已经再准备后续28nm的工艺了。

另有消息称我国已经在加紧研制14nm的制造工艺，前期准备工作（相关技术）已经通过验证和审核。

2、上海微电子只是系统制造商：虽然上海微电子能做光刻机整机设备，但并不意味着这家企业能自己独立生产光刻机中的所有零配件，它只是一个系统制造商。想要制造一台完整的光刻机需要全球采购零配件，尤其是核心精密零部件更是依赖国外厂商，比如美国的光栅、德国镜头、瑞典轴承等等。

当然，全球采购是目前光刻机厂商通用的做法，也是很无奈的做法，因为没有任何一家企业有实力完成所有零配件的生产，能独立完成光刻机的制造。荷兰ASML也一样全球采购然后生产制造。

3、提高光刻机技术核心是材料学：前面说了制造光刻机需要各种精密配件，上海微电子仅的光刻机就得几万的配件。因此，想要提高我国光刻机的整体工艺水平，光靠上海微电子一家厂商是不行的，需要全国整体的制造业水平上去，能够制造出我国自己的光栅、镜头、轴承、阀件等等。

而想要制造出高质量的配件，最终又将归结于材料学的研究，很多东西目前其实我们能造，但是使用的材料不过关，精度和质量达不到国外厂商的水准。因此，这就需要我国所有相关企业都能努力提高。

Lscssh科技官观点：

不得不说我国经过近20年的努力，在光刻机这一领域取得了一定的成绩，在全球范围内至少占有一席之地。虽然和最先进的荷兰ASML有很大差距，但至少我们已经在车上，相信未来再持续不断的努力，一定是能赶上荷兰和日本企业。

最新消息荷兰ASML将原本卖给中芯的光刻机给停了，这虽然是坏消息但也是好消息，这将促进我国加紧自主研发自己中高端光刻机。

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在湖北已经诞生了国产第一台9纳米光刻试验机，相信很快真正的国产光刻机就会展现在我们面前。[给力][给力][给力]

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荷兰ASML果然还是“露出了獠牙”，宣布为了顾及美国的颜面，暂停向中芯国际交付光刻机！最早的时候，ASML在2018年证实向中芯国际出售一台7nm EUV（极紫光线）技术光刻机，但是一场大火将这件事给无限期的拖延，我们其实也知晓，ASML应该不可能将光刻机出售给中国，果不其然，先是失火（是不是有意纵火？我们并不知晓），如今为了顾及美国颜面，直接暂停了交易，这确实让我们已经对国外的光刻机失去了所有的信心。

我们其实已经很轻松的知道，荷兰ASML可能压根就没有想过给中芯7nm的光刻机，为什么会答应呢？很明显，就是为了拖延我们在光刻机方面的发展。

所以，中芯国际不得不在这方面搁浅！那么，到底我国的光刻技术怎么样呢？带着这个疑问，我们一起来看一看。

目前，光刻行业中，可能上海微电子装备股份有限公司代表了行业顶尖水平，我们在这家公司的网站中，找到了光刻机的最新版本， SSA600/20使用的是90nm工艺制程。

这和ASML的差异确实越来越大，要知道ASML已经能够量产5nm制程，技术差距很大。

而且，我们其实也知道，国内的光刻机确实因为种种限制因素，而发展缓慢。我们也寄希望于中科院的光电所的研究，据说通过使用紫外超分辨光刻装备，采用365纳米波长光源，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米(约1/17曝光波长)。

我们也相信，在中科院，以及微电子等等企业的优势下，一定会有更好的未来。

中国的极紫外光刻机技术已经获得突破。

中国的超分辨率离子光刻机是原创。

中国的光刻机摆脱对荷兰的依赖还需要时间。

迫于美国的压力，荷兰的光刻机巨头ASML延迟向中芯国际提供7nm的EUV光刻机，“是因为不想让美国政府对此感到不安”。那么我国的光刻机处于什么样的水平呢？

ASML光刻机

光刻机是制造芯片的重要设备，荷兰的ASML占据了高达80%的市场份额，而最先进的EUV光刻机只有ASML能够生产。intel、台积电、三星都是ASML的客户。

光刻机的技术门槛极高，可以说是人类智慧大成的结晶，来自与多个国家共同努力的结果，90%的关键设备来自于国外，德国的光学技术设备、美国的计量设备和光源设备，ASML要做的就是精密控制。

目前，ASML量产的最先进的光刻机是EUV 7nm制程工艺，明年有望量产5nm制程工艺的光刻机。我国的中芯国际曾于2018年花费1.2亿美元预定了一台EUV光刻机，预计2019年年底交付，2020年中期安装完成，但是由于很多原因ASML停止了交付。

我国的光刻机技术

上海微电子设备有限公司（SMEE）是我国唯一的能够做光刻机的企业。上海微电子已经量产的光刻机中，性能最好的是SSA6000/20，工艺只能达到90nm，相当于2004年奔腾四CPU的水平，相比ASML的7nm工艺还有很大的差距。

光刻机的技术门槛极高，并且光刻机的很多精密零件来自德国、日本、美国等发达国家，由于瓦森纳协议的规定，这些精密仪器、零件对我国是禁运的。由于技术封锁等原因，我国的光刻机技术与世界现金水平还有很大的差距。

总之，我国的光刻机技术与世界现金水平有很大的差距，随着国产芯片企业的崛起，以及我国攻破了部分EUV技术，将来一定能够与荷兰的ASML竞争。

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再说国产光刻机现状之前，简单的谈谈华为的麒麟处理器，这样您将能够更加深刻的体会到光刻机对于芯片生产的重要性。

美国为了打压华为的发展，从软件件两个方面对华为进行打压。美国ARM公司已经中断和华为之间的合作关系，好在华为已经购买了ARM V8.2版本的永久使用权，麒麟处理器芯片的研发不会受到影响。但是，麒麟处理器芯片的生产需要由台积电进行代工，若失去台积电对于华为打击将会十分巨大，好在台积电与华为之间的合作并未受到美国的影响。

华为麒麟处理器生产需要使用最先进的光刻机来完成，台积电正是因为具有了较为先进的光刻机设备，才能够代工苹果、高通、华为等厂家的处理器芯片。高端光刻机将会严重制约我国处理器芯片的制造，那么，当前我国光刻机的现状究竟如何呢？

关于国内研发的光刻机现状

说到国内光刻机的研发公司，不得不提到上海微电子装备有限公司。

这家公司可以说代表了我国光刻机生产的最高水平，现在能够实现量产的光刻机有四个型号。分别为200、300、500、600系列光刻机。以最高端的600系列光刻机为例，最高仅能够实现90nm的工艺制成，当前最先进的工艺制成为7nm。由此可见，我国在半导体芯片的研发上确实还相当滞后。

关于国内购买光刻机的情况

有人不禁会问，既然自己造不出来高端的光刻机，是否能够购买国外先进的光刻机呢？

世界上能够生产高端光刻机的公司仅为荷兰的ASML公司，该公司生产的光刻机设备真的可以说是有钱都买不到。由于产能的限制，ASML公司每年生产的光刻机数量有限，其中一半以上被台积电所订购。我国中芯国际花费1.2亿美元订购了一台7nm光刻机，但是由于ASML公司下属供货公司发生火灾，推迟了设备的供货时间。

虽然国内芯片研发热情空前，但是差距并非短期内能够弥补。

关于我国光刻机落后的现状问题，您怎么看？

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国产光刻机的现状究竟如何？高端光刻机是我们芯片制造的短板，与国际先进光刻机相比，还处于低端水平，相差多个代际。比如全球已经实际应用的ASML高端光刻机可以制造7nm芯片，而我们最好的光刻机只能达到90nm，可见这个差异有多大。

光刻机的市场需求量并不大，所以研发的企业比较少，国际上主要有荷兰ASML、日本尼康和佳能，而国内主要以上海微电子装备（SMEE）和中科院、武汉光电国家研究中心等。目前全球最高端的光刻机仅来自于ASML公司，采取和各大芯片制造商投资合作的方式垄断了全球高端光刻机市场，而尼康和SMEE主要聚焦于中低端光刻机市场。

目前ASML公司的高端光刻机可以制造7nm/5nm制程的芯片，甚至已经进入讨论1.5nm是否可实现的阶段。而国内最好的光刻机研发制造厂家SMEE达到的仅止于90nm，差距不小。按照西方泡制的《瓦森纳协议》对我们高端技术及零部件的禁运，所以我们要取得最好的ASML高端光刻机面临着障碍，两年期中芯国际投资1.2亿美元订购的7nm EUV光刻机，到现在没有到位不说，还可能面临停止交付的窘况。这也造成了国内高端芯片制造的瓶颈，不得已只有交由诸如台积电等企业进行制造。

但这样的状况可能还会持续较长的时间，虽然我们光刻机研发还是走得相当的快，但要转换成实际的制造设备却要花不少时间。2018年中科院的“超分辨光刻装备研制”，光刻分辨力可达22nm，结合双重曝光技术后可以达到制造10nm级别的芯片。2019年武汉光电国家研究中心也已经取得了可以刻出9nm工艺的光刻技术。

只是取得的成果还仅限于实验阶段，离实际生产还有很远的距离。光刻机是一套复杂的系统，零部件需要几万个，而且要求精确，目前国内的产业链还达不到如此的程度，不但光刻技术突破，还需要产业链的突破。比如：高精度的美国光栅、高精度的德国镜头、精密的瑞典轴承和法国的阀件等等零部件及技术，这些因为被外部卡脖子不能取得，只能通过国内产业链来提高，需要花时不少。但只要国内众志成城，终有一天追上ASML不是梦想。

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昨天，传出中芯国际（SMIC）找ASML订购的是最新型的使用EUV（极紫外线）技术的芯片制造机器光刻机，可能有了一定的变数，所以引发了大家的讨论。

据说这台机器价值1.2亿欧元，与其去年净利润1.264亿美元大致相当，目前ASML还没有得到出口许可证，所以没有交货，要待进一步的消息。

那么为什么中国这么急需光刻机，因为我们的水平ASML还差得太远太远，目前国内光刻机最强的是上海微电子装备(SMEE)，生产的光刻机用于90nm芯片工艺。

而ASML的光刻机已经能够用于5nm工艺的生产，从90nm到5nm，中间相差个10年8年应该是有的。

国内最牛的光刻设备的龙头企业是上海微电子装备(SMEE)，目前也只能提供最高90mn的工艺技术。从指标来看基本也和ASML的低端产品PAS5500系列属于同一档次。

另外合肥芯硕半导体有限公司也是国内的龙头企业之后，不过该公司自主研发的ATD4000，只能实现最高200nm的量产。无锡影速，也已经实现最高200nm的量产。

最后再提一下，虽然目前我国的技术是90纳米，但是真的要要升级到65纳米不难，但接下来要升级到45nm就是一个技术台阶了。

另外如果解决了45纳米那个可以升级到32纳米不难，但是下一步升级到22纳米，又是一个新台阶了。

不过不管怎么样，再难也要去研究，毕竟这真的是芯片制造的关键设备，不解决就会被人卡脖子。

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