Angel 發表於 2020-03-14 10:58:48
光刻機是晶片製造的重要設備，內部結構精密複雜，它決定著晶片的製程工藝，是晶片生產中不可少的關鍵設備，而且光刻機的技術門檻極高，整個設備的不同部位採用了世界上最先進的技術，如德國的光學設備、美國的計量設備等，可以說是「集人類智慧大成的產物」，被譽為半導體工業皇冠上的明珠。
國內外光刻機技術發展現狀
目前最先進的是第五代EUV光刻機，採用極紫外光，可將最小工藝節點推進至 7nm，由荷蘭 ASML製造。
當前，全球最先進的EUV光刻機只有荷蘭的ASML生產，佔據了光刻機市場高達80%的市場。Intel、臺積電、三星的光刻機都來自於與ASML。當然，最頂尖的光刻機不是荷蘭一個公司製造的，而是集合了許多國家最先進技術的技術支持，可以說是多個國家國家共同努力的結果，比如德國的光學鏡頭、美國的計量設備等。ASML將這些來自不同國家的3萬多個配件，分為13個系統，需要將誤差分散到13個系統，如果德國的光學設備做的不準、美國的光源不準，那麼ASML也無法製造出精密的光刻機。
相較於荷蘭、德國、美國等這些國家，我國的晶片製造以及超精密度機械製造方面不具有優勢，又因為《瓦森納協定》的技術封鎖，限制了對中國出口先進技術，上遊的光刻機、刻蝕機、離子注入機子都是核心的設備，因此半導體設備的落後是制約中國半導體發展的一個核心因素，在高端光刻機領域，我國仍然是空白。
我國五大光刻機企業
那麼，目前有哪些中國企業在研究光刻機？光刻機是一個高精度高複雜集百年工業製造之結晶的一種高科技產品，目前除了荷蘭的阿斯麥能夠批量生產7nm光刻機之外，基本上再沒有任何一家企業有著這樣雄厚的技術實力。我國目前也僅有五家企業在研究，並且各自有各自的領域優勢。
1.上海微電子裝備有限公司（SMEE）
上海微電成立於2002年3月，是我國國內唯一能夠做光刻機的企業。上海微電已經量產的光刻機中，性能最好的是SSA600/200工藝，能夠達到90nm的製程工藝，相當於2004年奔四CPU的水平。因此，國內晶圓廠所需要的高端光刻機完全依賴進口。
目前，最先進的光刻機是ASML的極紫外光刻（EUV），用於7nm、5nm光刻技術，對於EUV光刻關鍵技術，國外進行了嚴重的技術封鎖。我國在2017年，多個科研單位合作經過7年的潛心鑽研，突破了EUV關鍵技術。根據相關資料披露，計劃2030年實現EUV光刻機國產化。
上海微電子設備公司已生產出90納米的光刻機設備，這也是生產國產光刻機的最高技術水平，比ASML公司差不多有10年的差距。因為西方國家有籤協議，晶片核心部件材料不能出口到中國，實施封鎖政策，導致國產光刻機發展緩慢，上海微電子克服困難自己生產這些零部件。目前生產出來的光刻設備已用到很多的國產企業中，而且國家也在對封鎖進行聯合公關，相信不久就可以向45nm、28nm邁進。
2.中科院光電所
中科院光電所研發出365納米波長，曝光解析度達到22納米的光刻機，是近紫外的光線，離極紫外還有一點差距。光刻機的波長決定了晶片工藝的大小，波長越短，造價越高。像ASML最先進的EUV極紫外光刻機，波長只有13.5納米，可以生產10nm、7nm的晶片。現在一般使用的是193納米波長的光刻機，解析度卻只有38納米，而中科院研發的光刻機採用了雙重曝光的技術，可以達到22納米。不過相關專業人士也指出，這種技術只能做短周期的點線光刻，無法滿足晶片的複雜圖形，後續還在不斷優化和改進中。
3.合肥芯碩半導體有限公司
合肥芯碩半導體有限公司成立與2006年4月，是國內首家半導體直寫光刻設備製造商。該公司自主研發的ATD4000，已經實現最高200nm的量產。不過按照目前最新消息其已經申請破產清算，主要是光刻機對研發的投入資金是在太大，又沒有成熟的產品面向市場，終究難免面臨倒閉的風險。上海微電子也是通過快速佔領光刻後道工藝技術，迅速佔領國內80%市場份額，才得以生存。
4.無錫影速半導體科技有限公司
無錫影速成立於2015年1月，影速公司是由中科院微電子研究所聯合業內子資深技術團隊、產業基金共同發起成立的專業微電子裝備高科技企業。該公司已經成功研製用於半導體領域的雷射直寫/製版光刻設備，已經實現最高200nm的量產。
5.先騰光電科技有限公司
先騰光電成立於2013年4月，已經實現最高200nm的量產，在2014國際半導體設備及材料展覽會上，先騰光電亮出了完全自主智慧財產權的LED光刻機生產技術。
以上就是目前我國曾經或者現在還在研發光刻機的企業，在高端光刻機領域，我國的技術仍然比較薄弱，中國光刻機領域能拿的出手的還是只有上海微電子裝備的產品，但是對比世界現金水平，還是遠遠落後，最先進的光刻機已經進入到了7nm，5nm的階段，臺積電靠著7nm的光刻機在製造環節做的風生水起。
中國在光刻機領域還是處於非常落後的狀態，單純依靠民營企業和資本，在長周期長期不盈利的情況下還是很難堅持，最終能讓中國光刻機勝出的機會還是需要舉國體制（正如當年韓國舉國體制支持韓國半導體發展），國家在背後從資金、人才、政策上權利支持才有可能趕上現金水平。
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