中国对光刻机的研究进展（中国对光刻机的研究进展怎么样）

国产光刻机真实现状

中国的光刻机现在达到22纳米。在上海微电子技术突破之前，我国国产光刻机还停留在只制造90nm芯片的阶段。这一次中国从90nm突破到22nm，意味着光刻机制造的一些关键核心领域实现了国产化。掌握核心技术的重要性不言而喻。突破关键区域后，高阶光刻机的RD速度只会越来越快。国产光刻机突破封锁，成功研发22nm光刻机。中国芯逐渐崛起。随着信息社会的快速发展，手机、电脑、电视等电子设备变得越来越“迷你”。从以前的“手机”到现在只有几个硬币厚的时尚手机，从老式的矮胖电视到现在的轻薄液晶电视，无一不离开集成电路的发展，也就是我们通常所说的“芯片”。自从1958年世界上第一块集成电路问世以来，体积越来越小，性能却越来越强。光刻机是半导体芯片制造行业的核心设备。以光刻机为代表的高端半导体设备支撑着集成电路产业的发展，芯片越来越小，集成电路越来越多，可以把终端做得小而精致。2002年，光刻机被列入国家863重大科技攻关计划，由科技部和上海市共同推动成立上海微电子设备有限公司(以下简称“SMEE”)。2008年，国家启动了“02”重大科技项目，持续攻关。经过十余年的研发，我国基本掌握了高端光刻机的集成技术，部分掌握了核心部件的制造技术，成为集光学、机械、电子等多学科前沿技术于一体的“智能制造行业的珠穆朗玛峰”。

我国光刻机发展怎么样了？光刻机在我国为何如此重要？

我国的光刻机处于世界的先进水平，但没有达到顶尖水平：

我国的光刻机发展已经近到了28纳米的光刻机，可以满足日常的射频芯片，蓝牙芯片以及其他电器中的一些芯片的要求和标准。但是相较于芬兰等欧美国家的光刻机芯片，已经达到了个位数的纳米。想要在此基础之上超越欧美国家，进入光刻机的顶尖水平，还需要数10年的时间研究和发展，这就好像在一根头发丝上的1/10000处，雕刻一栋楼房的难度是差不多的。

光刻机在我国之所以如此重要，是因为它在芯片的研究和生产方面占有非常重要的地位。我国的大部分芯片研究都离不开光刻机的技术支持，例如手机芯片，一些重工业行业，机器的芯片，还有很多高新科技产业的核心技术，都需要用光刻机来研发芯片，没有了光刻机，我国的芯片研究就会陷入停滞的发展状态，因此我国的大多数光刻机主要依赖于进口，只有少数的光刻机用在一些不太重要的科技岗位上。

只要光刻机达到顶尖水平，我国的芯片研究就会得到一个质的突破。例如汽车芯片的研究，在我国除了自身的发展以外，大多数也依靠进口来完成汽车的整体生产过程，当光刻机的技术达到了顶尖水平以后，我国将不会再依赖外国的汽车芯片，拥有自主研发的中国芯片，安装在中国生产的汽车上。一方面会增加我国在汽车生产上边的独立性，另一方面会减少对国外光刻机的依赖造成他国对我国的贸易制裁影响。

总而言之，光刻机的技术非常重要，但难度也非常大，有专家预计在未来的十年到20年中，我国的光刻机技术可能会得到质的突破。

目前中国最先进的光刻机（国产28nm光刻机进展）

;     在新能源飞速发展和产品智能化的大背景下，高科技进入蓬勃发展阶段，所有高科技产品最不可或缺的核心部件就是芯片了。作为以智能手机为主要业务的

      华为

      ，对芯片的需求量更是巨大。

      大家都知道生产芯片最重要的器械就是

      光刻机

      ，但由于受到来自

      漂亮国

      的制约，“实体清单”规则被修改后，

      ASML

      因为生产光刻机的技术有一部分来自于漂亮国，受此影响，连带着芯片代工厂也无法为华为公司提供芯片代工服务。

      华为现在最先进的芯片是采用台积电5nm工艺 *** 的

      麒麟9000芯片

      ，但随着“限制令”的制约，

      麒麟9000

      芯片的库存正在一天一天减少，在无法获得5G芯片的情况下，华为只能采用

      高通

      的4G芯片，没有

      5G

      芯片的支持，华为的5G手机只能当成4G来用，也因此，华为的手机业务受到了重创。

      事实上，不仅是华为，我国其他高科技企业现在都处于“缺芯”状态。如果要解决“缺芯”难题，首先我们就要解决光刻机的自产自研问题。

中科院

      立功了

      为了实现我国高端光刻机的国产化，中科院长光所、上光所联合光电研究院在2009年，启动了“高NA浸没光学系统关键技术研究”，进行高端光刻机的攻坚。该项目于2017年在长春国科精密验收，曝光光学系统研发核心的骨干人员也在同年间转入长春国科精密继续钻研光刻机技术难题。

      在此之后，国望光学引入

      中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

      ，以及

      上海光学精密机械研究所

      推动国产光刻机核心部件生产。在2016年，国望光学研发出90nm节点的ArF投影光刻机曝光光学系统，之后将继续向28nm节点ArF浸没式光刻曝光学系统研发进攻。

      长春国科经济在2018年也传来好消息，攻克了高NA浸没光学系统的关键技术研究。这也是我国实现完全拥有自主知识产权的高端光刻机曝光光学系统的标志。这些成就的达成都离不开中科院的技术支持，可以说中科院立了大功了。

      为什么要花费那么大的精力去研发曝光光学系统呢?这对光刻机的制造很重要吗?这我们就要从光刻机的工作原理说起了。光刻机又叫掩模对准曝光机，它的工作原理简单地说类似于照片冲印的技术。

      光刻的过程就是在 *** 好的硅圆晶表面涂上一层光刻胶，然后通过紫外线或深紫外线透过

      掩膜

      版，把上面的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上，在

      光刻胶

      的覆盖下，这些被光线照射到的部分会被腐蚀掉，而没有被照射到的部分就会被保留下来，形成我们所需要的电路结构。所以曝光系统可以说是光刻机的核心组成之一。

国产光刻机正式传来好消息

      根据国望光学在发出的公示，

      投影光刻机曝光光学系统将应用于28nm芯片的批量生产当中。

      在这之前，我国只能制造出用于90nm制程的光刻机，但随着这两项技术的突破，我国对于28nm光刻机制程实现了突破性的进展。

      28nm芯片有着比90nm芯片更加优越的性能，用途也更加广泛，尤其是对于新能源产业，如新能源汽车或者智能家居产业填补了对于28nm芯片缺失的空缺。

      此外，根据媒体消息，上海微电子也做出披露，在2021到2022年将会交付出第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。这表明我国完全能实现28nm芯片自由。拥有完整的知识产权和自主产业链，就无畏海外市场在芯片上对我们“卡脖子”了。

      虽然28nm芯片已经能满足大部分的生产需求，但是对于华为这些手机厂商和其他一些国产芯片来说，28nm的精度还是不够用的，接下来我国的下一步目标便是进行5nm制程光刻机的攻克，手机对于芯片的精度要求要更高，所以目前我国还是不能停下研发的脚步。

      虽然目前我国还没研发出5nm制程的光刻机，但已经可以制造出5nm制程的刻蚀机了，这对于我国芯片发展也是一个鼓励性的好消息。

      成果是喜人的，但如果拿来与世界上最先进的7nm制程光刻机比的话还是远远不够的，国产化光刻机的道路还要走很远。

国内传来消息，清华大学科研成果再立功，光刻机之路一片坦途

相信很多人都知道，华为被芯片禁令限制了进一步的发展，但这个限制也仅仅是在制造端，而不是设计端。此前华为任正非就曾表示，所谓封锁也只是封锁了制造芯片的光刻机等设备，而并不能阻碍中国自主研发设计芯片的发展。这意味着，华为是有能力设计出全球最顶尖的芯片，而仅仅是受制于制造端。

杀不死我的必将使我更加强大，就在芯片禁令生效之后，华为内部甚至中国企业，纷纷都开始重新认识自主研发 科技 的重要性。将重要的 科技 掌握在自我手中，不用再受制于人，是每一个出海的中国企业必须面临的问题。与此同时，也开始投入重金在半导体 科技 领域。

这次卡脖子的光刻机技术，是重中之重。不过国外的各种公司却依然投来了鄙视的目光，认为光靠中国自主技术去研发，根本不可能设计出自研芯片。随着国外势力的这种冷嘲热讽，中国各高等院校开始加入了这一场反击战。

让技术的回归技术，光刻机在内部结构中，最主要的三个部件就是光源、光学镜头，以及双工件台系统了。

最近一段时间，年初开始进行光刻机研究的清华科研队伍，终于取得了新的突破。唐传祥带领的科研团队，通过新的验证方式，获得了一种新型加速粒子，命名为稳态微聚束。而它最重要的波长对应的波段，刚好是EUV光刻机所需要的核心光源技术。

这一消息被证实后，许多国外的光刻机设备工程师都不由地赞叹，该来的还是来了。这一步骤的完成，将预示着中国自造的光刻机研发成果，已经进入了新的里程碑。

这个消息也让很多关心中国光刻机进展的朋友们，大为惊讶。也发出了另一种赞叹的声音，有可能中国将在未来几年之内获得更快速的进展，包括了目前难以攻克的光刻机设备。不过来自国内的声音，清华大学科研的成功，预示着光刻机高精尖技术的加速，可能真的用不了几年就能收获更大的惊喜。

果不其然，据最新媒体的报道显示，清华科研团队参与的项目中，华卓精科研发的成果方面，本身产品的应用精度已经达到了世界先进水平，1.8nm的参数足以媲美当今先进的光刻机标准。

而我们知道，双工件是ASML这家机构最看重的技术。ASML不用多解释，作为世界最先进的 光刻机设备制造商，实力非常雄厚。这次清华团队的研究成果能够匹配ASML的1.8nm水平，就已经说明了我国的实力，毕竟连日本的尼康等公司，都没有能够做到1.8nm的水平。

这个结果足以打脸国外之前那些媒体，另外除了我国的高等院校参与之外。目前，中科院的高能辐射光源设备，也已经能够用0.1nm镀膜的参数，全力投入使用。

至此目前EUV光刻机所需的三大件均已完成里程碑的突破，这标志着量变终于引起了质变。国内的中科院教授同样发出这样的感叹，有这样的进度和人才储备，未来3年之内完成光刻机的初步模型，指日可待。

而国外ASML一直以来唱衰中国自研科学实力的做法，其实也很容易理解。一来是各国所处的角度不同，二来是很担心中国来冲击到它的世界光刻机的地位。

打铁还需自身硬，中国自研 科技 实力一步一步增强，也让竞争对手们胆寒。 科技 的博弈是未来的主旋律，不断增强人才储备和技术科研成果的更新，才能够不落后。核心技术就要掌握在自己手中，中国芯势必会走出一条自己的康庄大道。

芯片制造专用的前道国产光刻机现在进展情况如何了？是不是连28NM都没有突破？

最近半导体领域之中传来了两个好消息，首先就是华为旗下的哈勃投资了北京科益虹源光电技术公司，并且成为了这家企业的第七大股东。北京科益虹源主营业务是光源系统，而光源系统就是制造光刻机的核心技术之一。同时，北京科益虹源也是全球第三家193纳米ARF准备分子激光器企业。

第二个好消息是，国产光刻机巨头上海微电子目前已经表示，新一代的光刻机会在今年年底或者是明年年初实现量产，而在光源系统之中，采用了与阿斯麦DUV光刻机一样的光源技术，波长突破了193纳米。这就意味着国产代工企业将在今年或者是明年年底就能够实现7纳米工艺的代工水平，并且是在没有阿斯麦光刻机的情况之下。

可以说光刻机领域之中接连传来这两个好消息，对于我们而言，对于国产芯片未来的发展而言，起到了一定推促的促进作用，毕竟一直以来在光刻机领域之中，荷兰的阿斯麦占据绝对的垄断地位，尤其是在极紫外光刻机领域之中，更是处于绝对垄断的地位。

而国内在芯片上的短板就是因为缺少极紫外光刻机，所以导致中国企业没有办法生产出7纳米以及5纳米这样先进制程工艺的芯片。2018年，中芯国际曾经从阿斯麦买订购过一台euv光刻机，但是说到瓦森纳协定的影响，阿斯麦至今都没有出货这台EUV光刻机

后面中兴以及华为的限制使得国内科技企业自主研发的意识被彻底唤醒，于是在这样的情况之下，所有的国内厂商将希望全部中寄托在了中国光刻机企业身上。为了解决这一难题，华为在第一时间就宣布扎根半导体领域，另外，中科院也宣布入局光刻机，并且将光刻机变成科研清单。

好在伴随着时间的推移，如今一个又一个的好消息传来。关于光刻机的两个好消息传来，意味着中国心再次迎来了春天。而这对于阿斯麦来讲当然不是什么好事情。

北大教授曾经说过这样一句话，如果中国依旧拿不到阿斯麦的光刻机，那么在三年之后，中国就将会掌握这项技术，并且一旦中国掌握了这项技术，那么其生产的产本成本一定比任何一个国家都要便宜。

北大教授的这一番话，可以说对于阿斯麦来讲，更是一个重磅炸弹，失去中国市场的阿斯买强会面临地位的威胁，如今日本的尼康以及佳能正在不断崛起，挑战这阿斯麦所在的地位，如果中国真的掌握了光刻机技术，那么阿斯麦想要在进入国内市场基本上没有可能，更不要提凭借中国市场稳固其地位的梦想了。

光刻机的问题解决了，那么芯片的问题自然也就不是问题了。早在芯片禁令实施之初，张召忠就曾经公开表示，再过三年，美国的芯片将会无人购买，因为到那个时候，中国的芯片将会到处都是。

如今看起来，张召忠果然没有说错，相信过不了多久，我们在芯片领域也一定会迎来一定的突破，中国芯片在未来一定会拥有更好的发展，而对中国企业实行打压的硅谷，在将来也一定会尝到失去中国市场的苦果。

国内“巨头”打破垄断，光刻机迎来希望，核心器件已研制成功

中国的半导体产业虽然谈不上落后，但也算不上先进，有像华为海思这样闻名全球的芯片公司，也有崭露头角的汇顶 科技 、紫光展锐这样的芯片公司。但整个半导体产业链其实是非常庞大的，中国的芯片公司主要只是掌握了设计。

整个半导体产业链规模是十分庞大的， 从EDA到芯片设计、芯片制造，到最后封装测试，所涉及到的公司不计其数。 而在中国大陆，半导体产业主要存在于芯片设计这块，我上面提到的华为海思便是主要做芯片设计，并未参与到制造过程中。

中国的芯片公司把产品设计出来后再交给代工厂生产，如咱们熟悉的台积电，不仅是麒麟系列芯片的代工厂，还是苹果A系列芯片的代工厂，也就是说， 台积电是芯片设计公司的上游供应商，而在台积电的上面，还有更上一级的供应商，那就是半导体设备商。

整个半导体制造产业中，最核心的设备就是光刻机， 因为缺少了光刻机，中芯国际目前仅取得了14nm工艺进展。 相比之下，台积电已经在量产5nm、规划3nm工艺了，所存在的差距确实是巨大的。不过现在好消息传来了，中国已经开始追赶了。

投影物镜、工件台和光源，这是制造光刻机的三大核心子系统，对自主生产光刻机有着至关重要的作用。 早在2001年的时候，荷兰光刻机公司ASML就生产出了双工件台系统， 极大的提升了光刻机的产能，从原本单工件台的80片/时，提升到了270片/时。

就在那时候，ASML已经把光刻机的分辨率已经推进到0.1微米，而中国光刻机分辨率还处于0.8到1微米，而且缺乏产业化，主要研制单位都是研究所。ASML双工件台系统的推出，引起了清华大学机械工程系教授朱煜的关注。

朱煜当时就认定，中国必须掌握这样的顶尖技术，因为这是强大的技术壁垒，双工件台称得上是半导体产业中一个世界级的难题。 在这样的背景之下，朱煜参与了“十五”、“863”IC装备重大专项的规划工作，2004年便研制出了10纳米同步精度的超精密运动平台。

但在后续的研发过程中，朱煜团队又陷入到了瓶颈之中，从2004到2008年，团队一度因为研发经费不足而几乎停滞，好在2009年“02专项”开始实施，团队才再次获得科研经费，从这时开始，朱煜团队开始重点研发双工件台。

为了加快产业化进程，2012年朱煜等人成立了华卓有限，也就是如今的华卓精科，经过长达8年的努力，朱煜团队终于开始收获回报了。 2016年华卓精科研制成功两套α样机，这也是“02专项”光刻机项目群中，首个通过正式验收的项目。

如今在朱煜等人带领下的华卓精科，成功 打破了ASML长达20年的双工件台垄断， 成为了全球第二家掌握高端光刻机双工件台的企业。按照计划， 华卓精科将于2021年生产可用于浸没式28nm光刻机的DWSi系列双工件台，朱煜表示，这款产品的售价约为6000万元。

目前华卓精科已经拿下了上海微电子的订单，公司的工件台已经于2020年4月供货。不过摆在华卓精科面前的难题依然艰巨，因为这家公司目前仅有上海微电子一家客户，而全球三大光刻机厂商尼康、佳能和ASML的高端工件台均为自主研发。

需要注意的是，尼康、佳能和ASML合计占据全球超过90%的光刻机份额，华卓精科基本上没有任何机会向这三家企业销售工件台。三家公司也都一致地认为，工件台属于核心技术，不对外销售，因此才使得华卓精科成为了上海微电子工件台的唯一供应商。

总之摆在华卓精科面前的难题依然很严峻， 首先是客户单一化，成为了企业营收最大的难题；其次上海微电子主要生产SSX600和SSX500 两个系列的光刻机，只能满足90nm工艺需求， 对于日渐提升的半导体产业而言，意义还是很有限的。

所以中国自主光刻机能否实现更进一步的突破，还得看后面上海微电子能够做得怎么样。 据悉，上海微电子的28nm光刻机即将于2021年交付，其中华卓精科的工件台起到了非常重要的作用。 真心希望如外界所言，国产光刻机能够在2021年迎来新的突破！

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