高端光刻机了解下

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光刻机是在整个芯片产业链当中最核心的一个设备，也是技术最复杂最尖端的一个设备，因为光刻机技术非常复杂，所以目前我国并不具备制造高端光刻机的能力。

虽然目前我国有不少光刻机制造企业，但这些企业所能制造出的光刻机工艺制程都相对比较低，其中能够生产出最高制程的上海微电子，其生长并能量产的光刻机也只不过是90纳米，另外的45纳米还处于试验阶段。



而目前全球最强的光刻机生产企业ASML已经量产7nm光刻机，并垄断7nm纳米以上光刻机100%的市场。


按理来说，我国不具备生产7nm米以上的光刻机，但是我们可以通过进ASML设备来提高我国芯片的制造能力，但遗憾的是目前很多西方国家都对我国芯片进行技术封锁，他们不仅严禁向我国出口一些高端芯片，同时也禁止荷兰ASML向我国出口高端光刻机。

比如2018年中芯国际曾花1.2亿美元（这个价格相当于2018年中芯国际一年的利润）从荷兰ASML订购了一台EUV光客机，按照合同ASML应该在2019年底向中芯国际交货的，但是因为受到一些西方国家的阻挠，直到现在为止，ASML仍然没有完成交货。


由此可见，没有掌握光刻机核心技术对于我国来说是多么的被动，在高端芯片制造领域上，我国完全是被西方国家压制着，在很多领域我们都没有话语权。

而我国光刻机技术之所以没有取得突破，原因就是因为光刻机的技术太复杂，这里面涉及很多技术领域都属于行业内最顶尖的，而在很多零部件领域，我国技术跟西方一些国家的差距仍然非常大的。

目前一台高端的光刻机有上万个零部件构成（整机光刻机包含曝光系统(照明系统和投影物镜)、工件台掩模台系统、自动对准系统、调焦调平测量系统、掩模传输系统、硅片传输系统、环境控制系统、整机框架及减振系统、整机控制系统、整机软件系统等）

这些零部件有很多都是定制的，甚至有一些零部件都需要工程师经过机械慢慢打磨出来。


在这些零部件当中技术难度最大的就是光源、镜头、淹模板、能量控制器以及控制台。

比如比如镜头必须要求纯度非常高，它是利用透镜的光学原理，将掩膜版上的电路图按比例缩小，再用光源映射的硅片上，光在多次投射中会产生光学误差，在这个过程中要控制这个误差，所以精度要求非常高。

再比如光源，光刻机需要体积小、功率高、稳定性强的光源，为了提供这样的光源，就必须质量很好的能量控制器，电源要稳定、功率要足够大，否则光源发生器没办法稳定工作。

正因为技术非常高，所以目前连ASML本身有很多零部件他们自己也无法生产，很多高端零部件都是从美国、德国、日本等国家进口的，比如目前ASML的镜头是由德国的蔡司提供，电源是由美国的一家公司提供。


当然，光刻机技术到底有多难，单纯从这些描述可能大家没法理解，我们可以借用美国一个工程师曾经说过的一句话来形容，

曾经有一位美国工程师是这样评价光刻机的，他说：“光刻机的一个小零件，工程师就需要调整高达十年之久，就连尺寸的调整就要高达百万次以上。

由此可见，作为目前地球上最顶尖的设备之一，光刻机技术不是一时半载就能够制造出来的，它的制造需要有长时间的技术积累和沉淀，同时需要有多个国家和企业的共同合作才有可能完整。

而目前西方一些国家不仅在光刻机整机上对我进行技术封锁，甚至连跟光各级有关的一些零部件也对我国进行技术封锁，也正因为如此，光刻机很多核心零部件我们都必须自己去研究，这些核心零部件的研究有可能需要反反复复的实验，本可能需要几万次几十万次，甚至上百万字的打磨才有可能验证成功。

也正因为如此，所以我国光刻机的研发进度相对来说是比较慢的，这也导致我国目前光刻机跟荷兰的ASML有很大的差距。


虽然最近几年我国也加大对光刻机的研发力度，而且也取得了一些喜人的成果，目前包括清华大学、武汉光电研究所等一些研究团队都取得了一些喜人的研究成果，但是光刻机是一个复杂的工程，短期之内不是靠一两个研究的够就能够研究出高端光刻机的。获得更多 -> 电脑知识 -> 硬件知识

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