一、體現(xiàn)在表像的是精度

說(shuō)起光刻機(jī)，大家喜歡和芯片制造對(duì)應(yīng)起來(lái)，比如制造7nm芯片的光刻機(jī)，制造14nm的光刻機(jī)等等。

目前中國(guó)最強(qiáng)的量產(chǎn)的光刻機(jī)是用于90nm的芯片的制造，而ASML量產(chǎn)的用于5nm芯片的制造的，這中間有多少差距，可能一般人還不太清楚。

用時(shí)間來(lái)說(shuō)，起碼10年，如果用繼續(xù)用芯片制造的精度來(lái)看，中間有65nm，45nm，32nm，22nm，14nm，10nm，7nm，5nm。多少代，大家一年就清楚了，這可是實(shí)打?qū)嵉牟罹唷?/p>

二、實(shí)際是裝配工藝、經(jīng)驗(yàn)、人才的差距

而在相差這么遠(yuǎn)的背后，究竟差的是什么？其實(shí)是裝配工藝、人才、經(jīng)驗(yàn)的差距。

網(wǎng)上曾流傳一句說(shuō)，ASML說(shuō)就算公開圖紙，別人也造不出一樣的光刻機(jī)出來(lái)，這句話背后的底氣在哪里？

1、裝配工藝，光刻機(jī)中裝配是非常重要的，說(shuō)得不好聽一點(diǎn)，就是組裝技術(shù)，ASML的原件99%也是采購(gòu)的，但只有它能夠裝配得這么好，別人都不行。

2、而裝配工藝的差距，就是人才、經(jīng)驗(yàn)的差距，只有好的人才、幾十的經(jīng)驗(yàn)，才能夠讓裝配工藝提高，達(dá)到真正的頂級(jí)水平。

在問(wèn)答上的643個(gè)問(wèn)題，只寫接地氣的科技內(nèi)容，歡迎關(guān)注。

不少人在半導(dǎo)體方面有一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為中國(guó)之所以無(wú)法在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有比較好的發(fā)展，落后于西方國(guó)家，主要原因是無(wú)法生產(chǎn)頂級(jí)的光刻機(jī)設(shè)備。而實(shí)際上，光刻機(jī)這個(gè)東西，雖然在芯片制造過(guò)程中起到了非常關(guān)鍵的作用，但是整個(gè)芯片從設(shè)計(jì)到制造再到商用，中間的鏈條上還有很多其它因素制約著我們。

原子彈與處理器

實(shí)際上原子彈的核心意義，只是起到一個(gè)威懾的作用：你有，我沒(méi)有，我就擔(dān)心你對(duì)我使用核打擊；你有，我也有，我就不擔(dān)心你使用核打擊。因此原子彈這個(gè)東西就是所謂的“One is enough.”。不管是1萬(wàn)噸還是100萬(wàn)噸，我對(duì)你都具有威懾能力，再加上兩彈結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊，雙方就形成了一種制約。
因此原子彈不用考慮是否可以賺錢，本來(lái)就是軍事用途；不用考慮研發(fā)成本，國(guó)家戰(zhàn)略能夠投入多少就投入多少；不用考慮質(zhì)量問(wèn)題，造10枚只有1枚合格，跟造100枚100枚都合格，是一樣的，因?yàn)楦�本就用不�?.....實(shí)際上第一個(gè)造出原子彈的國(guó)家才是最辛苦的（美國(guó)的曼哈頓計(jì)劃），后面的國(guó)家想要仿制只會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單。

芯片這個(gè)東西不一樣，芯片是商用的產(chǎn)品（拋開各國(guó)軍用的我們不說(shuō)，這個(gè)層面都是關(guān)起門來(lái)各家玩各家的），不僅僅要造得出來(lái)，而且你還得確保有性能上出色，質(zhì)量上要可靠，工藝上要很先進(jìn)，要確�？梢源笈�量生產(chǎn)，而且你得擁有廣闊的市場(chǎng)能夠吃下你的產(chǎn)能。
換句話說(shuō)，這個(gè)世界上，無(wú)論你是誰(shuí)，主要打算做處理器這個(gè)東西，那么你唯一要考慮的東西就是：自己是不是可以造出比英特爾芯片價(jià)格更低，性能上差不多，質(zhì)量上可靠，能夠充足供貨的產(chǎn)品。如果可以，那么你就可以在市場(chǎng)上生存下去，比如說(shuō)AMD家的處理器。如果不行，那么這個(gè)行業(yè)壓根就不會(huì)買單，因?yàn)闆](méi)有人會(huì)去購(gòu)買性能落伍的產(chǎn)品。
可能上面用英特爾舉例子不太準(zhǔn)確，我只是想說(shuō)明：造芯片這個(gè)東西，很多國(guó)家都可以造，中國(guó)也有技術(shù)制造自己的處理器，但是造出來(lái)沒(méi)有市場(chǎng)。因?yàn)樾酒�產(chǎn)業(yè)永遠(yuǎn)沒(méi)有“差一點(diǎn)”的芯片，英特爾在桌面處理器領(lǐng)域之所以能夠穩(wěn)坐第一名，主要是源源不斷向市場(chǎng)輸送大量?jī)?yōu)質(zhì)且便宜的處理器，市場(chǎng)份額足夠大，能夠充分?jǐn)偲匠杀�，現(xiàn)在一枚i5處理器，在某寶上也就一千幾百多塊錢，普通家庭完全可以負(fù)擔(dān)。

上游供應(yīng)商是最大的問(wèn)題

• 第一個(gè)是AMAT（應(yīng)用材料公司），美國(guó)企業(yè)，全球最大的半導(dǎo)體材料供應(yīng)商，本質(zhì)上就是能否開采純度足夠高的多晶硅原材料。
• 第二個(gè)是ASML（艾司摩爾），荷蘭企業(yè)，全球最好的光刻機(jī)制造商，也就是問(wèn)題上的荷蘭廠商，目前全球唯一可以生產(chǎn)7nm工藝光刻機(jī)的企業(yè)。
• 第三個(gè)是Lam Research（科林研發(fā)），美國(guó)企業(yè)，全球最大的晶圓制造設(shè)備制造商，晶圓你可以理解成處理器的最初形態(tài)，需要不斷加工最后變成芯片。
• 第四個(gè)是LKA-Tencor（科磊），美國(guó)企業(yè)，全球最大的晶圓檢測(cè)設(shè)備制造商。
• 第五個(gè)是Dainippon Screen（迪恩仕），日本企業(yè)，全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備制造商。

這五家企業(yè)，從原材料開采，到生產(chǎn)制造，到最后的質(zhì)量檢測(cè)，全產(chǎn)業(yè)線覆蓋。坦率的講，如果沒(méi)有這些頭部的供應(yīng)商，什么英特爾、AMD、三星電子、臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科，統(tǒng)統(tǒng)都得挾菜。這里面1家是歐洲企業(yè)，1家是日本企業(yè)，3家是美國(guó)企業(yè)。角度放得再高一點(diǎn)，這些企業(yè)都是資本主義陣營(yíng)的企業(yè)。因此我們要說(shuō)現(xiàn)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)掌握在美國(guó)人手中也沒(méi)什么毛病。當(dāng)然，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)日本人在半導(dǎo)體行業(yè)也做出了非常大的貢獻(xiàn)，可以具體了解了解佳能和尼康兩個(gè)“相機(jī)廠商”真正賺錢的是什么業(yè)務(wù)。

因此在供應(yīng)鏈上有差距，導(dǎo)致中國(guó)無(wú)法自主制造出高性能，并且能夠大規(guī)模商用的芯片，也就導(dǎo)致了在芯片行業(yè)上發(fā)力不足的表現(xiàn)。更何況在人才培養(yǎng)上面，中國(guó)由于某個(gè)些特殊歷史問(wèn)題，導(dǎo)致人才培養(yǎng)發(fā)展斷層了10年，這是最慘痛的教訓(xùn)。即便是今天，中國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)的人才缺口依舊高達(dá)40萬(wàn)。如果你家里有孩子準(zhǔn)備讀大學(xué)，那么可以建議去考微電子專業(yè)，當(dāng)然，收分不低，不超過(guò)一本線大幾十分還是別想了。

目前威脅已經(jīng)很大

縱觀目前的電腦和芯片市場(chǎng)，桌面端處理器英特爾第一，AMD第二，兩家吃掉了市場(chǎng)上幾乎99%的份額，絕對(duì)的寡頭壟斷地位。其它國(guó)家的企業(yè)想要超越幾乎已經(jīng)不可能，這個(gè)已經(jīng)不是技術(shù)上面的差距問(wèn)題，更多是生態(tài)捆綁利益共享的問(wèn)題。

比如說(shuō)光刻機(jī)這個(gè)東西，荷蘭ASML制造的光刻機(jī)是世界頂級(jí)的，最高可以賣到1億美元一臺(tái)，已經(jīng)超過(guò)了波音777客機(jī)的售價(jià)，而且每年的產(chǎn)能不過(guò)十幾臺(tái)，早都被英特爾、臺(tái)積電這個(gè)企業(yè)預(yù)訂了，其它企業(yè)沒(méi)錢，也壓根拿不到貨。
比如說(shuō)英特爾和微軟自建相互捆綁銷售的PY協(xié)議，也就是臭名昭著的“安迪比爾”定律。微軟負(fù)責(zé)不斷升級(jí)系統(tǒng)，吃掉英特爾處理器的性能，而英特爾確保不斷推出高性能的處理器提供給消費(fèi)者。這樣一來(lái)迫使消費(fèi)者需要不斷換新產(chǎn)品。

那么既然說(shuō)起了換新這個(gè)東西，怎么少得了手機(jī)這個(gè)行當(dāng)。目前國(guó)產(chǎn)手機(jī)確實(shí)在全球市場(chǎng)表現(xiàn)不錯(cuò)，華為超越蘋果出貨量排名全球第二，后面的小米、OPPO、vivo這些品牌加起來(lái)，中國(guó)品牌的出貨量超過(guò)了全球出貨量的一半。

不過(guò)問(wèn)題在于，目前除了華為一家是在采用自己的麒麟處理器之外，其它的幾家使用的全部是第三方廠商提供的解決方案，無(wú)論是高通還是聯(lián)發(fā)科。這樣帶來(lái)的問(wèn)題會(huì)是：如果某天，美國(guó)像打壓華為那樣打壓其它國(guó)產(chǎn)品牌的時(shí)候，怎么辦？處理器作為手機(jī)最關(guān)鍵的零部件，實(shí)際上中國(guó)品牌也是被掐著脖子在走。
更大的問(wèn)題在于，即便華為目前已經(jīng)掌握了手機(jī)處理器和基帶芯片的設(shè)計(jì)能力，但是最終落實(shí)到制造加工來(lái)說(shuō)，依舊需要臺(tái)積電和三星這兩家企業(yè)來(lái)進(jìn)行代工，因?yàn)槿�球只有這兩家企業(yè)掌握了7nm制成工藝。無(wú)論是蘋果，還是高通，還是華為，都只能選擇臺(tái)積電或者三星來(lái)代工生產(chǎn)。三星本質(zhì)上是美國(guó)企業(yè)，臺(tái)積電美方資本占股也超過(guò)了50%，背后意味著什么不言而喻。

實(shí)際上中國(guó)每面需要對(duì)外進(jìn)口超過(guò)4000億件芯片用于各行各業(yè)，總交易額超過(guò)3000億美元，是芯片消費(fèi)第一大國(guó)。但是目前臺(tái)積電已經(jīng)開始聯(lián)合博通公司開發(fā)5nm制成的工藝技術(shù)，而中國(guó)的中芯國(guó)際剛剛在14nm成熟，往10nm方向發(fā)力的情況下，華為這樣的企業(yè)，不僅僅是制造出一臺(tái)光刻機(jī)就可以拯救的。

    我國(guó)的光刻機(jī)和荷蘭ASML光刻機(jī)的差距，反映了我國(guó)和西方精密制造領(lǐng)域的差距。一臺(tái)頂級(jí)的光刻機(jī)，關(guān)鍵零部件來(lái)自于不同的西方國(guó)家，美國(guó)的光柵、德國(guó)的鏡頭、瑞典的軸承等，最麻煩的是，這些頂級(jí)零件對(duì)我國(guó)是禁運(yùn)的。

    我國(guó)最好的光刻機(jī)廠商

    我國(guó)生產(chǎn)光刻機(jī)最好的企業(yè)是“上海微電子”，量產(chǎn)90nm工藝的光刻機(jī)，而荷蘭ASML最新的額光刻機(jī)是7nm EUV光刻機(jī)，差距還是比較大的。上海微電子是一家系統(tǒng)集成商，不生產(chǎn)關(guān)鍵零部件，所以做不出高端光刻機(jī)，也不是它的責(zé)任。

    目前，能做好的就是上海微電子做好中低端光刻機(jī)，畢竟大多數(shù)的芯片不需要高端光刻機(jī)。做好了中低端，生存下去，慢慢培養(yǎng)國(guó)內(nèi)的零部件商，一點(diǎn)一點(diǎn)往上做。

    荷蘭ASML光刻機(jī)

    目前，荷蘭的AMSL幾乎壟斷了高端光刻機(jī)市場(chǎng)，最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)只有ASML能夠生產(chǎn)。我國(guó)的中芯國(guó)際曾經(jīng)在2018年成功預(yù)定了一臺(tái)EUV光刻機(jī)，但是至今仍未收到，原因相信眾所周知，受到了某些外界因素的影響。不過(guò)，中芯國(guó)際在現(xiàn)有的技術(shù)上，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了N+1，也就是7nm制程工藝。

    荷蘭的ASML有一個(gè)非常奇特的規(guī)定“只有投資了ASML，才能優(yōu)先獲得供貨權(quán)”。由于EUV光刻機(jī)產(chǎn)量有限，早早被“合作伙伴”預(yù)定，三星、英特爾、臺(tái)積電、海力士等在AMSL都有可觀的股份，可以說(shuō)大半個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都是ASML一家的合作伙伴。

    除此之外，ASML的光刻機(jī)90%的零件均自外來(lái)，德國(guó)的光學(xué)設(shè)備、美國(guó)的計(jì)量設(shè)備等，ASML就是要做到精確控制。7nm的EUV光刻機(jī)分為13個(gè)系統(tǒng)，3萬(wàn)多個(gè)分件，要將誤差分散到這13個(gè)系統(tǒng)中，可見ASML的“神乎其技”。也難怪上海微電子的人到ASML參觀學(xué)習(xí)，ASML說(shuō)“即便全套圖紙給你們，也做不出來(lái)”。

    我們應(yīng)該怎么做？

• ①充分利用國(guó)內(nèi)的資金和政策支持。中興事件告訴我們，不能對(duì)國(guó)外支持過(guò)于依賴，要有自己的核心技術(shù)；

• ②分散進(jìn)攻，不可大包大攬。對(duì)于一些零件可以外包，甚至使用國(guó)外的零件，日后尋求替代，需要整合國(guó)家，甚至全世界的資源；

• ③使用堅(jiān)持自主研發(fā)和進(jìn)口替代。一定要掌握核心技術(shù)，有些東西雖然暫時(shí)有國(guó)外產(chǎn)品可以應(yīng)用，但是人無(wú)遠(yuǎn)慮必有近憂，不能放棄對(duì)自主研發(fā)和核心技術(shù)的不懈追求。

如果覺(jué)得對(duì)你有幫助，可以多多點(diǎn)贊哦，也可以隨手點(diǎn)個(gè)關(guān)注哦，謝謝。

中國(guó)的光刻機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)路徑下，在非EUV光源領(lǐng)域（193nm液浸式），假以時(shí)日，是可以追上荷蘭阿斯麥的，但在EUV（極紫外13.5nm光源）這條技術(shù)路線上，除非另開科技樹，追上阿斯麥的可能性不大。這就是我們和荷蘭光刻機(jī)技術(shù)的最關(guān)鍵差距，這已經(jīng)不單純是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，而是和太平洋對(duì)岸的米國(guó)有關(guān)，日本尼康（沒(méi)錯(cuò)，造單反相機(jī)的那家公司）當(dāng)初就吃過(guò)這個(gè)癟，后面細(xì)說(shuō)其中淵源。

前面有回答說(shuō)，頂級(jí)光刻機(jī)（限定于非EUV）的關(guān)鍵零部件來(lái)自于不同的西方國(guó)家，這一點(diǎn)不假，但要說(shuō)離不開德國(guó)（蔡司）的鏡頭、瑞典的軸承，這個(gè)有點(diǎn)稍顯夸張，因?yàn)槿鸬漭S承這樣的精密機(jī)械，隨著國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)進(jìn)步，是可以點(diǎn)開這棵科技樹的。

至于鏡頭，折射的鏡頭確實(shí)是蔡司的最好，但蔡司的鏡頭在EUV時(shí)代也被放棄了，因?yàn)橄辔徊顔?wèn)題和EUV光線經(jīng)過(guò)折射后能量損失較大，所以EUV光刻機(jī)改用鍍膜反射鏡頭。

EUV是目前最頂級(jí)的光刻機(jī)，既然可以放棄蔡司的鏡頭，說(shuō)明它還真不是制約頂級(jí)光刻機(jī)研發(fā)的最關(guān)鍵因素。

實(shí)際上，阿斯麥通過(guò)控股蔡司的方式，使蔡司鏡頭只能獨(dú)家供應(yīng)阿斯麥，但并沒(méi)有壟斷非EUV光刻機(jī)（目前壟斷的是EUV光刻機(jī)），其它玩家還有日本的尼康和佳能，其中尼康的ArF(氟化氬光源)液浸式掃描光刻機(jī)和阿斯麥的同類光刻機(jī)有一拼，最高可以做到5nm.

當(dāng)然，尼康的5nm說(shuō)法有沒(méi)有吹，無(wú)法確證，因?yàn)楝F(xiàn)在芯片制造領(lǐng)域，為了市場(chǎng)宣傳需要，大喇叭們馬力開足，混淆概念，自立標(biāo)準(zhǔn)，所以才出現(xiàn)了臺(tái)積電7nm工藝制造的芯片晶體管密度竟然和英特爾10nm工藝的相當(dāng)。

不過(guò)，有一點(diǎn)可以肯定，尼康的NSR-S635E光刻機(jī)實(shí)現(xiàn)中芯國(guó)際正在研發(fā)的7nm工藝問(wèn)題不大。

說(shuō)到這里，其實(shí)牽出另一個(gè)問(wèn)題，一直到2009年之前，光刻機(jī)的市場(chǎng)，尼康還是老大，阿斯麥不過(guò)是后面追著跑的馬仔，為何10來(lái)年過(guò)去，尼康在光刻機(jī)市場(chǎng)混得越發(fā)破落，讓阿斯麥吃香喝辣呢？

除了尼康在液浸式光刻機(jī)上點(diǎn)錯(cuò)科技樹，讓阿斯麥借機(jī)上位外，最重要的是在研發(fā)EUV光刻機(jī)時(shí)，被米國(guó)一腳踢開，無(wú)緣EUV光刻機(jī)。

其中的故事，料很多很足，足可為我們鏡鑒，但文字稍長(zhǎng)，沒(méi)有耐心不想深挖的網(wǎng)友可以離場(chǎng)了。

1997年，英特爾和米國(guó)能源部共同發(fā)起成立EUV LLC組織，匯聚了美國(guó)頂級(jí)的研究資源和芯片巨頭，其中包括勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等三大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合摩托羅拉（當(dāng)時(shí)如日中天）、AMD等企業(yè)，投入2.25億美元資金，集中了數(shù)百位頂尖科學(xué)家，只為一件事：EUV（極紫外）光刻機(jī)到底可不可行？

說(shuō)白了，這是一項(xiàng)關(guān)于下一代光刻機(jī)的基礎(chǔ)研究，成了的話，等于點(diǎn)開了新的科技樹。

阿斯麥公司員工餐廳

當(dāng)時(shí)美國(guó)光刻機(jī)企業(yè)已經(jīng)衰落，市場(chǎng)上實(shí)力較強(qiáng)的主要是阿斯麥和尼康，佳能心比較大，眼看搞不過(guò)阿斯麥，掉頭專心做顯示器光刻行業(yè)了。因此，英特爾邀請(qǐng)尼康和阿斯麥一起參加EUV項(xiàng)目。當(dāng)然，英特爾也不是助人為樂(lè)，而是考慮到有兩家公司參與的話，將來(lái)不用擔(dān)心被痛宰（參考蘋果公司的第二供應(yīng)商制度）。

但米國(guó)政府不樂(lè)意了，擔(dān)心最前沿的技術(shù)落入外國(guó)公司手中，因此反對(duì)阿斯麥和尼康加入EUV LLC。從這里也可以看出，美國(guó)和它的盟友并不總是掏心掏肺。

阿斯麥對(duì)美國(guó)政府許下一大堆承諾后，勉強(qiáng)進(jìn)入了EUV LLC這個(gè)超級(jí)朋友圈當(dāng)一個(gè)小角色。

尼康則沒(méi)有這么幸運(yùn)，由于當(dāng)時(shí)日本還被米國(guó)視為經(jīng)濟(jì)上的對(duì)手，在貿(mào)易上和日本掐個(gè)不停，所以直接被拒絕。

沒(méi)有拿到EUV光刻機(jī)的入場(chǎng)券，尼康從此被關(guān)在高端芯片制造設(shè)備的門外，阿斯麥則壟斷了EUV光刻機(jī)市場(chǎng)，盡管每臺(tái)賣1.2億美元，我們由于《瓦森納協(xié)議》限制，有錢買不到，中芯國(guó)際向阿斯麥下的EUV光刻機(jī)單子，錢交了，貨還在審批中。

芯片制造車間

在非EUV光刻機(jī)領(lǐng)域，有國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，性能落后一些，假以時(shí)日打磨，可以逐漸追上國(guó)際先進(jìn)水平，但在EUV光刻機(jī)領(lǐng)域，我們完全是一片空白，這影響到了我們的晶圓代工廠芯片工藝制造，卡在7nm上不去。而EUV光刻技術(shù)又被米國(guó)牢牢把控，別怪阿斯麥，在整個(gè)項(xiàng)目中，前面說(shuō)了，它也只是打醬油的。

這方面的詳細(xì)內(nèi)容，有興趣的網(wǎng)友，可以參考我在頭條號(hào)的文章《阿斯麥封神背后》。

所以，我們?nèi)绾卧贓UV光刻技術(shù)上點(diǎn)開科技樹，是當(dāng)前的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，也關(guān)系到國(guó)產(chǎn)芯片的未來(lái)。

我國(guó)自主光刻機(jī)是紫外光刻，能到90nm，65nm，也有報(bào)道說(shuō)22nm，14nm。14nm應(yīng)該不可能，65nm是可靠的。

據(jù)報(bào)道，去年4月武漢光電國(guó)家研究中心的甘宗松團(tuán)隊(duì)，掌握了利用二束激光進(jìn)行9nm芯片工藝制程的技術(shù)。這是不一樣的技術(shù)，還在研究中。

荷蘭現(xiàn)在是極紫外光刻技術(shù)，可到7nm5nm甚至更小。

但我認(rèn)為我們國(guó)家和各企業(yè)非常重視這塊，技術(shù)很快就能突破，超過(guò)難，跟上國(guó)際先進(jìn)水平問(wèn)題不大

我國(guó)的光刻機(jī)目前能做的只有90nm制程，而荷蘭的ASML 最新EUV工藝光刻機(jī)可以做到7nm制程、6nm制程、5nm制程，并且一臺(tái)頂級(jí)的光刻機(jī)需要上萬(wàn)個(gè)零部件，需要不同國(guó)家的各個(gè)頂級(jí)部件，售價(jià)也高達(dá)7億人民幣。

我們國(guó)家技術(shù)差就差在沒(méi)有得到各個(gè)公司的頂級(jí)技術(shù)支持，以及國(guó)外對(duì)于光刻機(jī)關(guān)鍵部件的封鎖。看完以下荷蘭ASML光刻機(jī)為什么能夠成功，就可以知道我們究竟差在哪里。

為什么荷蘭能夠做頂級(jí)光刻機(jī)

先來(lái)說(shuō)說(shuō)市場(chǎng)占有：

荷蘭ASML公司是目前全球頂級(jí)光刻機(jī)的扛把子，雖然說(shuō)尼康(Nikon)和佳能(Canon) 也能夠提供商用的光刻機(jī)，但它們與ASML光刻機(jī)市場(chǎng)占有率相比還是差非常多，ASML占據(jù)了全球80%以上的份額。

1、獨(dú)家供應(yīng)支持和技術(shù)分明

制造光刻機(jī)所需要的鏡片、光柵都是由德國(guó)和美國(guó)提供，這兩樣?xùn)|西對(duì)我們國(guó)家來(lái)說(shuō)都是禁止銷售的，也就是我們有錢也不可能買的到。我們就以德國(guó)蔡司公司提供的鏡頭來(lái)說(shuō)，據(jù)說(shuō)這個(gè)工廠祖孫三代從事同一個(gè)職位，制造鏡頭技術(shù)根本不外傳，鏡片材質(zhì)要做到均勻，需幾十年到上百十年技術(shù)積淀。

再加之荷蘭ASML公司有一個(gè)模式，那就是只有投資它的公司才能夠優(yōu)先得到他們的頂級(jí)光刻機(jī)。例如蔡司就是投資了ASML，占據(jù)了它超過(guò)20%的股份。這些公司不單單投資它，也給它提供最新的技術(shù)，這樣它就不是孤軍奮戰(zhàn)狀態(tài)，做到了技術(shù)分工。像三星、英特爾、臺(tái)積電都對(duì)它有一定的投資，才能夠優(yōu)先獲得它的最先頂級(jí)的光刻機(jī)。

2、荷蘭對(duì)它足夠重視

荷蘭雖然是一個(gè)小國(guó)家，但它對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)特別的重視，這讓ASML有很多自己的知識(shí)技術(shù)產(chǎn)權(quán)。一旦它擁有了這個(gè)產(chǎn)權(quán)，別人是不能夠再使用，使用需要繳納一定費(fèi)用，這也就自然成就了ASML全球霸主的地位。

根據(jù)WTO公布的數(shù)據(jù)，近十年來(lái)，全球知識(shí)產(chǎn)權(quán)使用費(fèi)出口排名中，荷蘭（僅包括五年的數(shù)據(jù)）達(dá)到2392億美元，僅次于美國(guó)和日本，超過(guò)英國(guó)，法國(guó)，德國(guó)等歐洲大國(guó)。

3、強(qiáng)大的研發(fā)投入

我們都知道華為投資超級(jí)多才造就了如今的海思麒麟處理器，而ASML的頂級(jí)光刻機(jī)也是一樣。在2019年 荷蘭ASML公司全球銷售額大概是21億歐元左右，它拿出了4.8億歐元進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，研發(fā)費(fèi)用占營(yíng)收的比例達(dá)到22.8%。因此它的成功不是偶然，是必然。

我國(guó)光刻機(jī)現(xiàn)狀

我們國(guó)家的光刻機(jī)主要是以上海微電子設(shè)備研究所的為主，它做的是國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的了，它的SMEE200系列光刻機(jī)只有90nm。其它的就更不能提了，例如合肥芯碩半導(dǎo)體公司都只能夠擁有200nm工藝。

當(dāng)時(shí)上海微電子的總經(jīng)理去德國(guó)考察時(shí)，人家曾經(jīng)明確的說(shuō)，就算我們給你們?nèi)�套的圖紙，你們也不可能做出來(lái)我們這種光刻機(jī)。

它之所以能夠說(shuō)出這種話，也不是對(duì)我們的一種鄙視，而就是現(xiàn)實(shí)。因?yàn)檫@個(gè)光刻機(jī)堪稱人類智慧集大成的產(chǎn)物，它被稱為現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花。曾經(jīng)有人這樣形容它的工作過(guò)程，就像坐在一架超音速飛行的飛機(jī)上時(shí)，拿著線頭穿進(jìn)另一架飛機(jī)上的針孔。

未來(lái)發(fā)展

雖然最近不斷的有好消息，例如2018時(shí)中科院的“超分辨光刻裝備研制”通過(guò)驗(yàn)收，它的光刻分辨力達(dá)到22nm，結(jié)合雙重曝光技術(shù)后，未來(lái)還可用于制造10nm級(jí)別的芯片。

但是與ASML比起來(lái)還是差很遠(yuǎn)，并且它是處于實(shí)驗(yàn)室階段，想要真正商業(yè)化使用還是需要一段時(shí)間。而反觀現(xiàn)在的ASML，它的EUV光刻機(jī)，已經(jīng)可以達(dá)到7nm，甚至5nm。因此我們的光刻機(jī)還處于不利地位，需要很長(zhǎng)一段路要走。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的介紹大家就可以知道我們與他們究竟差在哪里，這并不能說(shuō)我們不行。而是因?yàn)檫@個(gè)東西需要的部件太多了，也需要不同企業(yè)頂尖技術(shù)支持，只有把它們頂級(jí)技術(shù)進(jìn)行整合才能夠做出頂級(jí)光刻機(jī)。

而我們現(xiàn)在是肯定不行的，因?yàn)槊绹?guó)、歐盟對(duì)光刻機(jī)關(guān)鍵部件、技術(shù)都是嚴(yán)格封鎖，有再多的錢都不一定會(huì)出售。我們差就差在沒(méi)有整個(gè)行業(yè)頂級(jí)技術(shù)支持，以及先進(jìn)的鏡片支持。

我們要做的仍然是不斷加大研發(fā)投入，就像海思麒麟處理器一樣，只有不斷投入研發(fā)，技術(shù)積累，各個(gè)行業(yè)緊密合作幫助才能夠做出頂級(jí)光刻機(jī)。2G、3G、4G一直落后于人，5G我們做到了領(lǐng)先。雖然我們現(xiàn)在光刻機(jī)很弱，但是相信經(jīng)過(guò)一段時(shí)間技術(shù)積累，我們?nèi)耘f可以做到領(lǐng)先，未來(lái)可期。

感謝您的閱讀！

你可能會(huì)這樣對(duì)比：

目前中國(guó)線上銷售的是90nm光刻機(jī)；荷蘭銷售的是7nm EUV光刻機(jī)。怎么感覺(jué)中國(guó)的90nm光刻機(jī)應(yīng)該更厲害呢？事實(shí)上，真的如此嗎？

先了解，Xnm的意思？為什么說(shuō)我們落后了？

所謂的nm意思是在芯片制造中，在它身上形成的互補(bǔ)氧化物金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長(zhǎng)。

上圖中，芯片的電流從Source(源極)流入Drain(漏級(jí))，Gate(柵極)相當(dāng)于閘門，它的作用就是用來(lái)控制Source(源極)與Drain(漏級(jí))的通斷，而Gate(柵極)就是能夠通過(guò)它的大小，控制電流的損耗，寬帶如果很小，自然經(jīng)過(guò)Gate的時(shí)間越短，損耗越小，處理器的功耗就越低！

比方是，Gate就像小兵，源級(jí)和漏級(jí)就像猛士，小兵越少，越容易通行！實(shí)際上，柵極的最小寬度(柵長(zhǎng))，就是X nm工藝中的數(shù)值。

未來(lái)，我們就是在不斷的挑戰(zhàn)摩爾定律，將不可能的柵長(zhǎng)給控制的越來(lái)越低，這樣才能夠更好的將功耗給降低下來(lái)，性能給提升上來(lái)。

我們?nèi)狈Φ氖鞘裁矗?/h1>

為什么荷蘭可以做成7nm EUV的光刻機(jī)呢？這就要得益于荷蘭的方式，ASML的一些巧妙的心思。

• 荷蘭政府本身就一直在支持ASML的全球化，這是后盾的力量，也是它能夠持續(xù)獲得關(guān)注的地理優(yōu)勢(shì)。
• ASML總裁Peter Wennink說(shuō)，高端的EUV光刻機(jī)永遠(yuǎn)不可能（被中國(guó)）模仿，據(jù)Wennink回應(yīng)，因?yàn)槭艿絹?lái)自美國(guó)的壓力，荷蘭扣留了EUV設(shè)備出口到中國(guó)的許可證。可見，在Wennink看來(lái)，中國(guó)很難做到7nm EUV光刻機(jī)。因?yàn)�，一方面我們屬�?/span>瓦森納條約的清單中被阻止一員，另一方面，也是因?yàn)槲覀兗夹g(shù)所限制。
  
  

其實(shí)，荷蘭ASML的生產(chǎn)模式，決定了，ASML就很難會(huì)被模仿光刻機(jī)。

“因?yàn)槲覀兪窍到y(tǒng)集成商，我們將數(shù)百家公司的技術(shù)整合在一起，為客戶服務(wù)�！�

光刻機(jī)有80000個(gè)零件，等等一些配件告訴我們，制造光刻機(jī)的不容易，荷蘭ASML的聰明之處，讓許多技術(shù)類企業(yè)都成了它的股東，技術(shù)能夠共享，但是在我國(guó)很難！

難在哪里？難在我們還在遵循老規(guī)矩呢？

確實(shí)很難，因?yàn)槲覀儾粫?huì)將三星，臺(tái)積電等等成為我們的股東，并且所謂的制約我們的技術(shù)，也很難唄提供。

我們只能一切靠自己，各種新的技術(shù)必須要進(jìn)行不斷革新，從源頭上將光刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)更好的發(fā)揮出來(lái)，比如武漢光電國(guó)家研究中心甘棕松團(tuán)隊(duì)，使用遠(yuǎn)場(chǎng)光學(xué)的辦法，光刻出最小的9nm線寬的線段……未來(lái)還有很多的技術(shù)在不斷的更新，打破束縛，我對(duì)于中國(guó)芯片是最看好的。

美國(guó)的打壓不會(huì)長(zhǎng)久生效，荷蘭遲早要和中國(guó)合作。中國(guó)光刻機(jī)與荷蘭的差別主要是在這一領(lǐng)域深耕的時(shí)間，以后的差距會(huì)逐步減少。

問(wèn)題:中國(guó)的光刻機(jī)技術(shù)和荷蘭的光刻機(jī)技術(shù)，關(guān)鍵點(diǎn)的區(qū)別到底在哪？

回答：中國(guó)難就難在中國(guó)要一己之力對(duì)抗十多個(gè)國(guó)家的頂級(jí)工業(yè)。

大家都知道最好的光刻機(jī)是ASML的，而ASML是荷蘭的。

ASML怎么起來(lái)，大家可能就不怎么知道的。ASML是歐美國(guó)家一起砸錢把它扶起來(lái)的。

當(dāng)初，ASML不夠錢，荷蘭政府給它優(yōu)惠，讓它做光刻機(jī)；但是錢還是不夠，美國(guó)的公司、英國(guó)的公司、韓國(guó)的公司，一起入股它，讓它繼續(xù)做光刻機(jī)；

后來(lái)，還是不夠錢，ASML跟合作伙伴（也就是供應(yīng)鏈）一起做技術(shù)，答應(yīng)優(yōu)先采用它們的零件，就是這樣整個(gè)歐美一起砸錢下去，加上ASML爭(zhēng)氣，ASML才做成的。當(dāng)初日本的尼康等企業(yè)也想做，但是錢不夠，就無(wú)法做了。

ASML采用的是日本的刻蝕氣體和膠、美國(guó)的光柵、德國(guó)蔡司的鏡、瑞典最頂級(jí)的軸承英國(guó)頂級(jí)的制造機(jī)床等等。

ASML是在這種情況下，才能做成的最頂級(jí)的光刻機(jī)。

中國(guó)面臨的情況

上面說(shuō)到荷蘭的ASML是集齊了歐美的力量扶起來(lái)的，但是中國(guó)不是，上面說(shuō)到的頂級(jí)的零部件是對(duì)中國(guó)禁運(yùn)的。

那就意味著，中國(guó)想要做最頂級(jí)的光刻機(jī)，要在刻蝕氣體上超過(guò)日本；在光源上超過(guò)美國(guó)；在鏡頭上超過(guò)德國(guó)蔡司；在軸承上超過(guò)瑞典..........

要在某一方面，超過(guò)別人某一個(gè)國(guó)家成為頂尖真的很難了，中國(guó)因?yàn)楸唤�運(yùn)這些零部件，要同時(shí)超過(guò)這么多國(guó)家在某些方面最頂尖的技術(shù)。更加可怕的是，我們是后來(lái)者，我們是從落后開始追趕的。

葉問(wèn)也只能打十個(gè)啊，這里要超過(guò)的也不只十個(gè)了，而且個(gè)個(gè)都是高手。

不是我們不努力，而是實(shí)在有一點(diǎn)難啊。中海微電子(SMEE）已經(jīng)有光刻機(jī)，但是目前只能吃下一些低端市場(chǎng)。

我們的路還很長(zhǎng)�。�

區(qū)別可大了，國(guó)產(chǎn)最先進(jìn)的是“SSA600/20步進(jìn)掃描式DUV光刻機(jī)，最小工藝制程節(jié)點(diǎn)為90納米，于2018年通過(guò)驗(yàn)收”。ASML的最先進(jìn)光刻機(jī)是“EUV光刻機(jī)NXE:3600D，工藝制程節(jié)點(diǎn)可以達(dá)到3納米，于2010年被制造來(lái)”。最大的差別就是在國(guó)際市場(chǎng)上:ASML的光刻機(jī)被搶著買，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)無(wú)人問(wèn)津。

SSA600/20光刻機(jī)與NXE:3600D光刻機(jī)的差別之一:光源。

SSA600/20光刻機(jī)使用的是波長(zhǎng)為193納米的Arf準(zhǔn)分子光源，由科益虹源制造，其頻率應(yīng)該是4Khz，功率為20W。而NXE:3600D光刻機(jī)使用的是波長(zhǎng)為13.5納米的EUV光源，其功率應(yīng)該要大于350W。根據(jù)分辨率與光源波長(zhǎng)和物鏡數(shù)值孔徑的關(guān)系式:CD=k1*(λ/NA)，λ就是光源的波長(zhǎng)，NA既是物鏡組的數(shù)值孔徑。想要提高光刻機(jī)的分辨率(減小制程工藝節(jié)點(diǎn))要么縮短光源的波長(zhǎng)，要么增大物鏡組的數(shù)值孔徑�？梢奡SA600/20的光源波長(zhǎng)是193納米，而NXE:3600D光刻機(jī)的光源波長(zhǎng)為13.5納米，由此就可以看出兩者工藝制成節(jié)點(diǎn)的差距有多大了。

SSA600/20光刻機(jī)與NXE:3600D光刻機(jī)的差別之二:物鏡組。

SSA600/20光刻機(jī)用的國(guó)望光學(xué)制造的數(shù)值孔徑為0.75的透鏡組，而NXE:3600D光刻機(jī)使用的是德國(guó)蔡司公司制造的數(shù)值孔徑為0.33的反光鏡。要知道NXE:3600D光刻機(jī)使用的這種反光鏡只有蔡司公司可以制造出來(lái)，這種反光鏡的表面鍍了80多層鉬和硅制造的薄膜，每一層的薄膜的厚度都小于1納米，且薄膜的粗糙度在0.1納米級(jí)別。另外，反光鏡的表面必須極為的平整，如果把鏡片比作一個(gè)國(guó)家話，那么其最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的距離在納米級(jí)別，由此可知EUV反光鏡的制造難度有多大。而SSA600/20使用的透鏡組是由合成石英制造的，難度相對(duì)來(lái)說(shuō)小一點(diǎn)。

SSA600/20光刻機(jī)與NXE:3600D光刻機(jī)的差別之三:雙工件臺(tái)。

SSA600/20光刻機(jī)使用的是華卓精科制造的DWS雙工件臺(tái)，其運(yùn)動(dòng)平均偏差4.5納米，運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偏差7納米，最大速度1.1米/秒，最大加速度2.4g。其主要采用了磁懸浮平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)量系統(tǒng)則是多軸激光干涉位移測(cè)量。而NXE:3600D光刻機(jī)使用的是ASML獨(dú)立研制的雙工件臺(tái)其運(yùn)動(dòng)精度可是非常高的。要知道用于浸沒(méi)式DUV光刻機(jī)的雙工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平均偏差為2.5納米，運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5納米，貌似ASML的雙工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)偏差為1納米。所以說(shuō)，差距還是挺大的。

以上三個(gè)部件的差距是最大的，此外還有就是光刻膠的差距。目前國(guó)內(nèi)最大的光刻膠公司是北京科華，該公司已經(jīng)制造出了EUV光刻機(jī)使用的光刻膠，但是DUV光刻機(jī)使用的光刻膠還在研發(fā)之中。國(guó)產(chǎn)DUV光刻機(jī)使用的光刻膠主要就是上海新陽(yáng)研發(fā)的Arf光刻膠。

除了技術(shù)性能的差別之外，SSA600/20與NXE:3600系列在國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率差別更大。在國(guó)際市場(chǎng)上ASML的光刻機(jī)占據(jù)了67%，其他被尼康和佳能分了。而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上上海微電子得產(chǎn)品占據(jù)了80%，其他20%應(yīng)該是被ASML占據(jù)的。但是在EUV光刻機(jī)市場(chǎng)上，絕對(duì)被ASML壟斷了，因?yàn)橹挥兴�一家可以制造出EUV光刻機(jī)。

當(dāng)然了，國(guó)內(nèi)也在盡力研發(fā)浸沒(méi)式DUV光刻機(jī)，也就是將要被上海微電子制造出來(lái)的SSA800系列。據(jù)目前透漏出來(lái)的消息看，2021年將交付首臺(tái)浸沒(méi)式DUV光刻機(jī)，2030年制造出EUV光刻機(jī)。國(guó)產(chǎn)EUV光刻機(jī)的光刻膠已經(jīng)被北京科華制造出來(lái)，且通過(guò)驗(yàn)收了。另外的雙工件臺(tái)，反光鏡，光源都在研發(fā)之中，估計(jì)在2030年制造出EUV光刻機(jī)的希望還是挺大的，用10年的時(shí)間應(yīng)該足夠了。