中国真的造不出光刻机吗_华为有没有能力研究光刻机

中国真的造不出光刻机吗

光刻机是微电子制造中不可或缺的设备，它可以将芯片设计图案转移到硅片上。在半导体行业中，光刻机是非常核心和关键的技术装备之一。而且，由于其技术含量高、研发成本大、专利垄断等原因，全球几乎所有的光刻机供应商都是少数几家大厂商，他们掌握了整个市场的绝对话语权。在很长一段时间内，我国确实一直处于光刻机短缺的困境中。但是，现如今情况已经有所改变。

首先，我们需要认识到一个事实：在过去几十年里，由于受到多种因素的制约（资金、技术、人才等），我国半导体产业的起步比欧美和日本晚了近30年。虽然我国的半导体产业在过去几年中迅速崛起，但在某些领域，如芯片生产中的光刻机，还存在巨大的缺口。

然而，随着政府和企业加大对自主创新的投入力度，国内光刻机领域正在逐渐走出低谷。在顶尖的光刻机技术方面，我国公司仍需要进一步加强研发能力。但是，国内厂商也在不断探索新的技术路线和创新方案。

例如，今年2月，中芯国际宣布开发出一种全球首款“13纳米”级别的EUV光刻机。中芯国际还计划在未来几年内继续扩大EUV光刻机产能，以满足国内市场的需求。

除此之外，国内其他企业也在探索新的技术路线。例如，中国航天科工集团旗下的中航光电，在2019年推出了一款基于激光多光子聚焦技术（Lithography）生产6英寸芯片的试点项目。与传统的光刻技术相比，该技术具有更精细的分辨率和更高的生产效率。另外，国内知名企业华大基因也在光刻机领域发力，目前已经推出了一款自主研发的“数字光刻”系统。

虽然我国半导体产业在光刻机技术方面仍处于起步阶段，但是国内企业已经开始加强研发能力和产能建设。随着政府对半导体产业的投入不断加大，以及各大企业对自主创新的重视，相信未来几年内我国半导体产业将会迅速崛起，实现技术、产能和市场全面崛起。

光刻机是制造芯片的重要设备之一，而芯片制造又是从半导体器件制造发展而来，即晶体（开关）管制造的集成化。经过半个多世纪突飞猛进发展，集成度达到令人咋舌的几亿、十几亿支 / cm² 水平，线条宽度已达到 3 纳米以下。最近有资料说美国采用二氧化钼基底，条寬可达 0.7 纳米以下；其实中国也取得光子芯片、量子芯片进展，据说可以摆脱光刻机禁锢。但是距离商业化都尚存距离，先来看下面四个图示：

为芯片生产的四个主要过程，下面简介与光刻相关的制造工艺。

1. 光罩、掩膜：就是根据平面工艺，用黑纸刻出各单元窗口，之后用光学组镜进行逐步缩小，在程控移动台面照射曝光；台面上放置均匀塗布光刻胶的晶元，之后化学方法洗去显影部分形成窗口，未显影留下的部分便叫掩膜。跟照像原理类似，同样有清晰度要求所以叫光刻。

2. 氧化、刻蚀：氧化即在 Sᵢ 表面进行高温氧化，形成 Sᵢ 0₂ 表层以后，再用 HF 酸洗去多余的部分；在氧化层上蒸铝后经过刻蚀，形成导线各自引出基极、发射极、集电集信号，蒸铝多余部分亦经强酸洗去。所谓刻蚀就是经过光刻形成掩膜，然后把掩膜之外部分化学方法去除。

3. 掺杂扩散：去除掉氧化层以后形成扩散窗口，可知第一次蒸铝在氧化层上，之后二、三次蒸铝在掩膜上；晶体管也好芯片也罢，都是在硅片上扩散磷和硼两种元素，最终形成 PNP 结构；集成电路沿 y 向工艺决定性能，即严格控制、尤其是 N 区的厚度，沿 x 向决定集成程度。硅晶体分布为金刚石结构，3 纳米相当于跨过 25 个原子是否极限？

4. 实际上为了改善扩散离散性，或者为了简化工艺、減少位错影响等原因，引入离子注入和化学气相沉积等方法；通过改变电极金属获得所需功能，比如蒸金以減少逆电流，蒸钼减少极间电容钝化干扰；亦有通过改变基底材料改善性能的，比如碳化硅、砷化镓等，现在鹊起的石墨烯和二氧化钼亦属其列。还有 V 槽扩散和叠层封装均可增加密度。

从前面内容再结合上图可知，光是制备光刻黑版通常己经数十套，几乎每步工艺都离不开光刻机。我国在芯片设计上並不落后，尽管编程语言CAD由美国人开发並掌握话语权，但是耐心加缜密是国人特色，人说中国二十万编程娘子军天下无敌！据说已经开发出中文编程语言，把美国“鼹鼠”搞得极其狼狈！正是华为的麒麟系列芯片，比起苹果 iＯs 系列不落下风，才引起联合荷兰 ASML 禁售 EUV 光刻机给我们！

最先进的光刻机由十几万个零件组成，可分成三大核心部分如图所示：第一核心为光源部分，最近哈工大不辜所望，通过自研转化等离子体线路，实现了 EUV 必用的 DPP 极紫光源系统；第三核心为测量曝光双工作一体台，实现精确曝光准确移动正确测量，华卓精科打破 ASML 技术垄断，全球第二家研制出如图双工作台。此外广东利扬微电子公司，为三星集团研制出 3 纳米封测台，说明相关技术为全球之冠 …… 外行看热闹内行看门道，这两天把 ASML 急得语无伦次，说中国自研 EUV 是破坏世界芯片秩序云云。当然额手称庆还太早，比如第二核心部分的物镜组，由机加工能力和磨镜技术决定，德国和日本最历害 ……

这方面可能真的和民族特性有关：二战时每辆虎式坦克所费时日，大约是 T₃₄ 的七、八倍，德国人居然还是慢工出细活 …… 而我们工业化的启蒙老师是苏联老大哥，说不受影响是欺骗自己！不过中国人聪明可塑性强，肯吃苦加上国家富足问题不会太大。最后看似小问题其实不小比如減振，战略核潜艇的减振要求最高，属最高机密只能慢慢摸索 ……作为制造大国当然未来可期，突破光刻瓶颈只是时间问题。最近实在有些太忙，随着发小病危有缓得先去㨤屎㨤尿，女儿制定下《第二十二条军規》，谁家没有点黑色幽默？耽误条友们很是过意不去 ……

华为有没有能力研究光刻机

感谢您的阅读！

华为如果有能力研究光刻机的话，也不会找台积电代工生产芯片了。你以为任何企业都能够成为荷兰的ASML吗？ASML的成功在于，它聪明的将三星，英特尔，台积电等等企业“拉到了它的阵营”，甚至可以毫不夸张的话，荷兰的阿麦斯从来都不是一个孤零零的企业，它是全球智慧的结晶！

光刻机的复杂程度

我们对于光刻机的了解，可能在于它是生产芯片中的重要一环。但是，它到底怎么制造，到底有什么技术难度呢？这里面我们可以了解下。

一台光刻机中有太多内容了，从测量台、曝光台，到激光器、光束矫正器、能量控制器、光束形状设置、遮光器、掩模版、掩膜台等等多项内容。

在这些零部件的组合下，光刻机需要通过将光束透射过画着线路图的掩模，并且将线路图映射到硅片上，在经过过清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等等。

而为了能够形成对于芯片的光刻，并且不断挑战摩尔定律，ASML需要不断的加强，对于光科技技术的提升。也正是因为在技术方面的提升，它需要向德国蔡司提供的镜头，也需要美国公司供应的光源……

可以说，ASML光刻机真正的体验了全球化大生产的功绩。而，这些恰恰是华为目前所欠缺的，因为美国的一些阻止，很多企业放弃了和华为的合作，而在这种情况下，华为想做到光刻机，它就必须要自给自足，然而所需要投入的人力财力，远远大于我们的想象。

阻止，不会催生新的竞争对手

对于荷兰阿麦斯来说，是不愿意去是催生新的竞争对手，为什么将三星海力士英特尔等公司拉入到自己公司中，成为阿麦斯的股东之一？除了获得先进的技术支持之外，还有一个最关键的因素是不想让其他的企业成为阿麦斯的竞争对手。

其实我们知道像佳能，尼康，这些企业都是目前在光刻机领域有所研究的企业，为什么绝大多数的市场特别是高端市场，还是被阿麦斯给占据呢？我们不能够去忽略阿麦斯的这种集合众家之长的方式。

《瓦森纳协定》其中就有半导体产业这块问题，我们被以美国为首的西方国家，进行技术出口管制，让我们的光刻机发展困难！

华为，不需要光刻机

光刻机虽然重要，但是对于华为来说并不是主要的业务。华为主要的业务是运营商业务和消费者业务，这是它的重点，华为没有必要从头开始，进行光刻机的研究，且不说所需要投入巨大的人力财力，关键是已经在技术上落后先进的技术，即使华为想去研究，也需要花费有更长的时间。

而对于我国来说，上海微电子目前生产的90nm光刻机，和已经在发售的ASML 7nm EUV光科技有着巨大的差距，更不用说，它们已经在研究5nm，3nm工艺……

之前有消息称，武汉光电国家研究中心的甘宗松团队，成功研发利用二束激光，生产9nm工艺制程的光刻机。当然，这件事到底成分多少，我们只能期待，其实未来中国光科技的发展一定要另辟蹊径。

我相信我们一定能够解决光刻机的束缚，虽然说华为不可能去生产光刻机，但是有很多默默无闻的企业正在不断前行。

    前两天，有个朋友问我“光刻机是不是刻录CD的机器啊，华为造不出来吗？”。看来很多人不知道光刻机是怎么回事，下文具体说一说。

    什么是光刻机？

    简单来说，光刻机是用来制造芯片的，比如手机处理器、电脑CPU、内存、闪存等，可以说半导体离不开光刻机。

    目前，最先进的EUV光刻机全球仅有荷兰的ASML能生产，集成了全球最先进的技术，90%的关键设备均自外来，德国的光学技术设备、美国的计量设备和光源设备、瑞典的轴承，ASML要做的就是精确控制。

    最关键的是，这些精密的设备，对我国是禁运的，客观上反应了我国和西方精密制造领域的差异。

    有钱也买不到

    既然无法生产最先进的光刻机，那么可以从ASML那里买到吗？很难，原因有两点。

    1）独特的合作模式

    ASML有一个奇特的规定，只有投资了ASML，才能获得优先供货权，英特尔、三星、台积电、海力士等在ASML中有相当的股份，形成了庞大的利益共同体。ASML的光刻机产量本来就不高，还被“抱团”企业抢走了大部分订单。

    因此，我国的中芯国际2018年成功预定的7nm光刻机，至今仍未收到。

    2）瓦森纳协定的限制

    《瓦森纳协定》是一部全球性的法令，我国就在被限制的名单中，严格限制高技术向我国出口高新技术。因此，我国与发达国家在能源、环境、可持续发展等领域科技合作比较活跃，但是在航天、航空、信息、生物技术等高技术领域很少合作。

    回到半导体，也正是这个原因，从芯片设计、生产等多个领域，不能获取到国外的最新科技。还可能因为一些“莫须有”的原因，被卡脖子。

    我国的光刻机技术水平

    目前，我国生产光刻机的厂家有上海微电子、中电科技等，但是制程工艺相对较低。上海微电子（SMEE）是国内最领先的光刻机研制单位，能够稳定量产90nm的光刻机，距离荷兰ASML的7nm工艺还很远，而且ASML即将量产5nm工艺的光刻机。

    总之，我国生产的光刻机与世界先进水平有很大的差距，主要是因为西方技术封锁造成的。同时因为很多原因，也无法买到最先进的EUV光刻机。这也验证了那句话，只有掌握核心技术，才不会被“卡脖子”。

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