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. 中国能否有实力自己研造芯片光刻机？

当然，以我们国家现在的实力当然有能力生产自己的芯片光刻机。在很早以前，中国上海微电子SMEE就已经生产了SSB500/10A型号的光刻机产品，并且已经交付使用，不过，目前中国能够量产的光刻机性能最好的是90nm光刻机，和荷兰ASML公司最先进的10nm光刻机仍有着巨大的差异，然而制造先进光刻机技术的封锁，那我们还无法学到难道更为先进的光刻机技术，以致于现在国内所需要的高端光刻机也只能依赖进口。
现在，在高端光刻机领域荷兰ASML一直霸占了龙头老大的位置，他们生产的光刻机占据了市场份额的80%左右，可以说近乎垄断了高端光科技的市场，目前在世界上最先进的EUV光刻机也只有ASML能够生产，而这种光刻机的售价高达1亿美元一台，无论是Intel还是台积电所需要的14nm光刻机，都需要从他们这里购买。
而这样一来也就导致了，中国所需要的高端芯片也只能来自和ASML有合作关系的台积电等厂家生产的芯片。以中国现在的经济实力虽然完全可以自己研发高端芯片光科技，但是除了没有掌握先进的专科技术以外，中国还面临着其它的难题，光刻领域高端人才的稀缺，让中国即使有朝一日引进更为先进的芯片光科技，也暂时没有能力破解其中的奥秘。
不过，中国向来都是一个非常努力的国家，在我们坚持不懈努力自强不息的精神下，相信中国研发出更高端的芯片光刻机也只是早晚的事情。目前，国家已经对芯片产业开始进行大力的扶持，而相关的企业也正在不断刻苦的攻关，未来中国一定不会再受制于人。

3. 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”。

4. 光刻机有望被替代？新技术曝光，芯片制造又多了一条路

华为之所以能在手机业务上反超苹果，靠的就是一手自研芯片的成绩。海思麒麟在性能上的提升已经出乎了大多数人的意料，自从970时代之后，华为手机的性能就在稳步提升，芯片的AI能力也可圈可点，这一点已经也是公认的事实。但正如当初任正非所预料的那样，华为强大之后就有人“找上门”来，针对华为发起了一系列限制。
     
 尤其在全球化最广泛的半导体领域，华为受到的冲击可谓是相当剧烈，技术无法完全使用，供应链也受到了限制，而这也凸显出了国内在芯片制造环节上的缺陷，暴露了弊端。在芯片制造环节当中，原材料、光刻机等环节是重中之重，虽说原材料可以从日本进口，但光刻机却不是一个国家能完成的。
     
 目前荷兰的ASML是光刻机方面的巨头企业，但其内部零件也是由多个国家、多个企业整合而成，并且中芯之前订购的EUV光刻机也一直迟迟没有发货，这在一定程度上就已经限制了我国芯片事业的发展。虽然目前我国中科院已经将光刻机作为重点研究对象，但短时间内肯定还无法实现商用。
     
 不过就在国产芯片行业受到光刻机等光刻技术限制的时候，我国在另外一项技术上传来了捷报，甚至这个消息的出现将会有望让我国打破国外垄断，取代一直以来的光刻技术。近日，浙江西湖高等研究院传来了消息，曝光了堪比光刻技术的“冰刻技术”。
     
 所谓冰刻技术并不是近两年才提出来的，早在2012年，西湖大学的副校长就提出了关于冰刻的概念与想法。与传统的光刻技术不同，冰刻的做法是在-140 的密闭真空环境当中通过水蒸汽结冰的方式，迅速在晶片上形成冰膜，然后再利用相关技术在冰膜上进行刻录，最后通过挥发等手段完成芯片的制造。
     
 目前冰刻技术已经能够在光纤末端做出复杂的微纳米冰雕，这也就意味着该技术目前在某些特定场合中已经有了一定的实用价值。而这也就意味着冰刻技术的发展前景相当广阔，未来有机会实现对传统光刻技术的替代。
     
 相比于传统的EUV光刻技术而言，冰刻技术有两点优势。首先，冰刻技术不会用到光刻胶，而光刻机则会因为光刻胶的好坏影响到芯片成品效果的问题。其次，光刻机在使用光刻胶之后还要对机器进行彻底清洁，如果清洁不到位，也会降低后续芯片生产的良品率问题。
     
 相比之下，采用电子束和水蒸气的冰刻技术就不会存在这些弊端问题，而这也是冰刻技术最大的优势所在。不过冰刻技术对温度要求过于苛刻，这一点也是冰刻技术相比光刻技术最大的难点。
  
 其次，在冰刻过程当中至关重要的电子束方面，先进技术也掌握在了日本的JEOL与Elionix两家企业的手里，这两家企业的电子束精度都能够达到10nm左右，而国内的电子束技术最先进的也只有1微米。这其中的差距不用多解释想必很多人也都能明白。
     
 所以从现在的情况来看，冰刻技术确实有机会能取代光刻机，光刻机也不再是唯一选择，这也是我国在芯片行业当中突破的又一条路，但冰刻技术也存在着一些不得不面对的难题，所以国内的企业还需要继续努力。
  
 你看好这项技术吗？

5. 不用高端光刻机，也能造出5nm芯片？中科院实现新技术突破

芯片是很重要的，虽然它的大部分原材料都是沙子，但是需求量可以跟石油相当，为什么？因为现在是信息 社会 ，信息 社会 的血液就是半导体，工业 社会 的血液就是石油。可想而知，芯片是多么地重要。没有芯片真的是寸步难行，我们的日常生活中都离不开芯片。
  
 
  
     
 
  
  
 因此制作芯片就成了一个大学问，谁能够又快又好地生产芯片，谁就成为老大，很明显，老美就是老大，现在的芯片制造技术就是源于老美，老美的技术强又强，国内哪里是它的对手，人家都发展了至少50年的时间。
  
 芯片制造过程中，最重要的就是光刻机，没有光刻机去画出电路图，芯片就做不出来，这个光刻机是很考验控制和激光技术的，老美的激光技术是很强的，真的是不是开玩笑，看过星球大战的人都应该知道这一点。
  
 没有光刻机，就制造不出芯片，这一点是肯定的，根本不需要怀疑，但是也有例外，比如找到一种新的办法制作芯片，这种新的办法能够降低对光刻机的要求，这是完全有可能的。在很久之前的，芯片根本就不是现在这个样子，不是单纯地用硅。
  
 
  
     
 
  
  
 如果能够找到新的技术、新的材料，那么老美的地位是可以挑战的，那这个是有可能的吗？真的有可能，中科院就找到了一种新的技术，可以不用高端光刻，就可以造出跟5nm工艺相同性能的芯片，真的是太厉害了，让我们看看这究竟是什么东西吧！
  
 中科院是国内有名的科研机构，它的待遇非常好，一个硕博连读，读了近30年书的博士工资一个月都有2万多元人民币的机构，待遇是相当地好，中科院每年都有很多的经费，一定要把经费用完，这样国内的科研才可以发展，才会有更多的经费。
  
 
  
     
 
  
  
 而且中科院还经常向 社会 输送人才，国外很多机构不愿意人才去市场上竞争，但是中科院很了不起，合肥中科院核能研究所一次性向 社会 输送了90个人才，院长很淡定，表示这是正常的人员流动，可想而知，这是很有 社会 责任的机构。
  
 最近中科院，就研究出了一种新的晶体管，这种新的晶体管是用石墨烯制作而成的，而且性能很优越，超越了现在的硅基芯片。很多人觉得这样就可以不使用高端光刻机了，这有可能吗？真的有可能。
  
 
  
     
 
  
  
 所以中科院的这项技术是真的了不起，对未来国内的半导体的发展真的是功不可没，但是目前只停留在实验室阶段，不知道什么时候可以工业量产，而且据说这种新型晶体管是用锗金属和石墨烯制成的。
  
 如果真的是锗金属，那中科院就是真的太厉害，因为这种锗芯片都是老美玩剩下的了，谁都知道锗的含量在地球上是很少，而芯片的需求量又很大，原来中科院是能够生出大量的锗金属，这就太厉害了，这一点绝对超过了美国。
  
 
  
     
 
  
  
 石墨烯这个东西，目前做电池是比较火的，其实它是一种导体，可是在微观层面是具有电子通道，可以让电子流动，只要控制好，这样就可以形成“开关”，有了“开关”就可以做逻辑电路了，这样芯片就没有问题。
  
 可是有一个问题，这个石墨烯是碳元素构成的，地球上很常见，但是石墨烯是碳的二维平面，这种新型材料只停留在了实验室制取的阶段，目前还没有工业化的量产方法，什么时候，中科院能够在应用材料上做出突破呢？
  
 中科院真的是厉害，虽然经常向 社会 输送人才，但是他们水平是真的一流，硅-石墨烯-锗晶体管，锗芯片都已经是老古董了，在硅芯片之前就是锗芯片，这都被注意到了，锗金属那么稀缺，竟然可以用做芯片，中科院可以做一批VIP版的芯片出来给那些VIP使用。
  
 
  
     
 
  
  
 现在中科院不仅实现了新技术的突破，还完成了考古，然后说不定可以重回上个世纪，用人工的方式做芯片，那就不用高端光刻机了。对此，你有什么看法，欢迎下方留言。

6. 我国可以制造出2nm的芯片，为什么制造不出光刻机？

随着科学在各个方面的不断进步，人们使用电子产品的体积也就在不断的缩小，我们使用电脑芯片这方面，在目前使用最好的也就是7nm的制造工业，可是在前不久中科院就发表文章说可以制造出2nm的芯片。就会有人问：我国可以制造出2nm的芯片，但是为什么就是制造不出光刻机？其实这是我国科技水平还没达到发达阶段。
想必大家都知道，当下我们积电最先进的芯片工艺为5nm，目前主要用我们即将要问世的麒麟1020、苹果A14芯片上，而对于我们当下手机最强芯片A13使用的也还是第二代7nm工艺，而这次要出a14芯片的性能方面也会受所到人们的追捧。就在不久前，我国就发表文章，我国可以制造出2nm的芯片，而当下就算是全世界最有的荷兰ASML公司都还是在对2nm光刻机处在研发阶段。这样的一个重大突破，无疑是我们的一个喜欢，可是好景不长，问题又来了，我们还是不能制造不出光刻机。
虽然说，我们国家是研究出了2nm的芯片，可是在我们呢没有光刻机的时候，我们依旧是不能达到量产的。可是我们国家在的制造工业目前也就值掌握了90nm的制造工业，距离我们目前所研究到了2nm技术，还是有很大的区别。
而对于光刻机，首先我们国家对于光刻机的技术还是很落后的，就算是国内技术含量最好恶毒光刻机也太能达到22nm，而与我们所研究出来的2nm芯片所要的光刻机根本不在一个档次了。而目前我们想要研制出光刻机，并且我们国家2018年在荷兰定制的两台7nm光刻机至今一点消息都没有，更别说我想要研制出这样的光刻机了

7. 不需要光刻机，真的能够制造出芯片吗？

不需要光刻机，真的能够制造出芯片吗？芯片制造是我国科学家面临的大问题。有必要突破西方国家的芯片封锁，不仅需要升级闪电机，还需要具有高强度掌握光刻胶的应用。光刻和蚀刻机是芯片制造所需的两个主要设备。现在我国的研究人员通过蚀刻机的技术困难成功地突破，但瞬间机器的困难并没有破碎。很多人都担心，没有照明机器，芯片会不会做到吗？事实上，它不必担心太多了。这不是中国专家打破常规取代了光刻技术并给了！

有人说，中国希望制作芯片，即使有一个轻微的时刻还是不够，也有必要打破西方国家的垄断师的光致抗辩。光刻的第一步是在样品上施加光致抗蚀剂，然后将其覆盖到所需位置。目前，我国的光刻技术和欧洲和美国是差距，所以最好的方法是跳出来，取代了其他技术计划。据浙江新闻报道称，母鸡恏研究小组决定打破常规，用水而不是光致抗蚀剂，将样品放入真空设备中，在样品冷却后，然后注射水蒸气，等待它，研究人员将是他们自己的“冰明胶”。

“icelastic”技术是非常有利的，并且水蒸气可以覆盖任何形状的表面，即使是小样品也可以，并且水蒸气非常光，并且如果施加可以在脆弱的材料上加工。水的性质是相对特别有利的，并且电子束可以分散水，从而可以节省非常麻烦的步骤，并且不需要重新使用传统光刻等化学试剂。清洁模具并形成模具，不仅可以避免洗涤引起的污染，或避免由未清洁引起的质量问题。

该技术已经能够完成数十个纳米的程度，并且随着科学研究水平不断改进，当前光致抗蚀剂的最终雕刻也很可能也很可能。从世界研究的角度来看，对“冰胶”取代光致抗蚀剂并不大量的研究。除了我的国家外，只能使用两个实验室，另一个是丹麦。当我了解到我国获得的这个重要科研结果时，一些网友嘲笑，在这项技术中美国似乎很慢这次我给了西方课程。

8. 什么是光刻机？一台光刻机可以制造多少芯片？

一台光刻机可以制造很少的芯片。相信大多数人都清楚，光刻机的用途是刻字。光刻机是生产手机芯片的重要机器之一。目前，只有少数国家可以生产光刻机，只有荷兰ASML公司可以生产高精度光刻机，而且荷兰ASML公司垄断了全球高精度光刻机80%以上的市场份额。目前，一台光刻机的成本高达上亿美元，而一台光刻机一年的产能最多只有几台，光刻机是目前世界上最尖端的设备技术之一，而一台7纳米的光刻机价格非常昂贵，价格高达1.2亿美元，甚至1.2亿美元的光刻机，也是供不应求。





据悉，华为的麒麟990流片的成本号称高达3000万美元，相当昂贵。不过，经过验证和流片等一系列过程，一旦芯片能够投入试产和量产，整体就会稳定下来。光刻机巨头，目前是ASML，负责全球大部分光刻机的订单。但即便如此，资料显示，ALSM在十年间只生产了57台光刻机。不难看出光刻机对技术的要求有多高。值得注意的是，57台光刻机中的30台被台积电以每台约10亿元人民币的价格售出。换言之，台积电仅在光刻机上就花费了300亿美元。在荷兰的垄断下，10亿台光刻机，当年能生产多少芯片？

据相关数据显示，目前ALSM提供的摄影机的理想产能为每小时200片12英寸晶圆，其中大部分处于理想产能的50%。以华为的9905G芯片为例，其总面积为113.31平方毫米，那么一块12英寸晶圆可以提供约600块原材料，除去一些不好的和质量差的，约500块。因此，如果你看一下，那就是每天50万个芯片，一台平版印刷机一年可以生产大约1.8亿个。因此，价值10亿美元的光刻机是值得的。