光刻機是誰發明的_中國光刻機與荷蘭差距

2020-11-23 電子發燒友

光刻機是誰發明的_中國光刻機與荷蘭差距

網絡整理 發表於 2020-03-18 11:00:41

　　光刻機是誰發明的

　　工業能力是一個國家國防實力和經濟實力的基礎，而光刻機是現代工業體系的關鍵部分，不過目前荷蘭光刻機是最有名的，出口到全球各國，口碑很好。那光刻機是誰發明的？主要用途有哪些呢？

　　1959年，世界上第一架電晶體計算機誕生，提出光刻工藝，仙童半導體研製世界第一個適用單結構矽晶片，1960年代，仙童提出CMOSIC製造工藝，第一臺IC計算機IBM360，並且建立了世界上第一臺2英寸集成電路生產線，美國GCA公司開發出光學圖形發生器和分布重複精縮機。

　　光刻機是集成電路製造中最精密複雜、難度最高、價格最昂貴的設備，用於在晶片製造過程中的掩膜圖形到矽襯底圖形之間的轉移。集成電路在製作過程中經歷材料製備、掩膜、光刻、刻蝕、清洗、摻雜、機械研磨等多個工序，其中以光刻工序最為關鍵，因為它是整個集成電路產業製造工藝先進程度的重要指標。

　　目前，全球最頂尖的光刻機生產商是荷蘭ASML、Nikon、Canon和上海微電子（SMEE），其中ASML實力最強，因此全球多數國家都願意去這家公司進口光刻機，值得注意的是，美國正在阻撓中國進口荷蘭光刻機，而頗有壓力的荷蘭政府也搖擺不定，目前，三方正在僵持。

　　中國光刻機與荷蘭差距

　　中國光刻機和荷蘭光刻機的差距是全方面的，這裡面不僅是系統集成商的差距，也包括各種核心配件上的差距，比如光源、鏡頭、軸承等等一些精密部件。

　　系統集成商上的差距

　　目前我國能量產的最先進光刻機是90nm工藝，由上海微電子（簡稱SMEE）生產。這點和荷蘭ASML生產的7nm光刻機可不是一代二代的差距，完全是天壤之別，在整個產業鏈中我們就是屬於低端產品，連中端都算不上。

　　目前整個光刻機市場是荷蘭佔據8成的高端市場，中端主要是日系廠商尼康佳能，剩下我們國產的光刻機只能用於國內一些低端市場（SMEE佔了80%的份額）。而這個低端市場ASML未來也想吃掉，因為隨著國內半導體行業的發展，已經成為全球第二大光刻機市場，潛力巨大。

　　當然，這些年SMEE研發工作一直沒停過，差距也再一點點的縮小。早在2018年時已經在驗證65nm工藝的光刻機，從時間上來說已經差不多可以量產了，剩下45nm工藝的光刻機也在研發中。

　　為何我國光刻機會有如此差距

　　那麼為什麼我國的光刻機會和荷蘭ASML出現較大的差距？如果要深究的其實就兩點，一是歐美西方國家對我國的封鎖，二是國產配件跟不上。

　　1、歐美產業鏈對我國的禁運：

　　荷蘭ASML光刻機之所以能做成，最關鍵的一點就是能在全球範圍內拿到最好的配件，如德國蔡司的鏡頭，美國的光源系統，瑞典的軸承。現在ASML7nm光刻機整體有13個子系統，其中90%的配件都是向全球各種頂尖製造商採購。ASML拿到這些配件在經過自己的精密設計和製造將其打造成一臺完美的高端光刻機。

　　而SMEE無法像荷蘭ASML一樣實現全球採購，根據1996年歐美籤署的瓦森納協議，歐美很多高精端儀器或者配件都對中國禁運。這種禁運對光刻機造成了很致命的打擊，其實很多人可能不知道，SMEE早在2008年就研發出來了90nm前道光刻，但是由于禁運一直無法正式商用，最後不得不重新轉向去研發後道光刻機。

　　2、國產產業依舊落後：

　　由於國外對中國進行禁運，我國現有光刻機不得不使用國產核心組件，而這也是與荷蘭ASML差距較大的原因之一，很多的核心組件都無法和國外廠商的配件相比。目前國內這塊最大的差距是移動精度控制，其次是光學系統，比如雷射光源等。

　　當然，在光刻機核心子系統上我國也是在努力追趕，比如雙工件臺有清華大學承辦研發（見下圖）華卓精科進行產業化，長春光機所承辦研製物鏡，科益宏源在光源方面實現了ArF準分子雷射光刻技術，以上這些廠商的努力將有助於最後SMEE集成製造出更先進的光刻機。

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