光刻机基本算是目前世界上科技含量最多的科技产品了,中国可以生产光刻机,但是想生产最先进的光刻机,就不是国内企业可以做到的了,最先进的光刻机凝聚了全球制造业大国的最尖端的科技,可以说是全球科技大国的共同产出品,简单依靠中国国内的科技水平远远无法达到。
芯片是半导体行业的核心,制造芯片复杂而且漫长,提炼高纯硅单晶片、制造前端芯片构建、后端封装测试等。需求经过上千道工序重复制作,涉及50多个行业制造,上千台设备配合完成。
中国无法制造光刻机的技术难度:
1、光刻机的技术难度在于“技术封锁”,一台顶级的光刻机关键设备来自于西方发达国家,美国的光栅、德国的镜头、瑞典的轴承、法国的阀件等,这些顶级零件对中国是禁运的。所以,ASML曾说“即便给你们全套图纸,你们也造不出来”。
2、光刻机是“人类智慧集大成”的产物,环顾全球,最先进的7nm EUV光刻机只有荷兰的ASML(阿斯麦)能够生产,超过90%的零件向外采购,整个设备的不同部位同时获得了全世界最先进的技术,因此可以在日新月异的芯片制造业取得竞争优势。
3、最顶尖的光刻机集合了很多国家的技术支持,德国为ASML提供了核心光学配件支持,美国为ASML提供光源支持及计量设备的支持,ASML要做的就是做到精确控制,7nm EUV光刻机包含了5万多个零件,德国的蔡司光学设备不精准,美国的Cymer光源不精,都可能造成很大的误差。
4、与德国、瑞典、美国等一些西方国家相比,我国的芯片制造以及超级精密的机械制造方面不具备什么优势,没有超级精密的仪器,自然就很难造出顶级的设备,无法造成顶级的芯片。最关键的是,这些超级精密的仪器根据《瓦森纳协定》对中国是禁运的。
国产光刻机的“差距”:
目前国内技术领先的光刻机研制厂家是上海微电子装备有限公司,可以稳定生产90nm制造工艺的光刻机,相比ASML的7nm制程差距还是比较大,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。同样正是SMEE推出90nm制程的光刻机后,ASML对中芯国际的7nm光刻机订单放行。
中国无法购买光刻机的原因:
1、只有投资了ASML的,才能获得优先供货权,而英特尔、三星、台积电拥有ASML很大的股份。ASML的高端光刻机产量有限,2018年18台,2019年30台,其中台积电获得了18台,我国的中芯国际1台。
2、《瓦森纳协定》的限制,瓦森纳协定有33个成员国,中国不在其列,主要目的是阻止关键技术和远见流失到成员国之外,在半导体领域,受限于该协定,在芯片制造、封装、设计等方面,我国一直无法获得国外最新的科技。
当然不是,现在常说的光刻机主要用在芯片制造,这个名字只是俗称,学名是掩膜曝光机,原理类似照片冲洗,把掩膜上的电路图形通过光线曝光印制在硅片上,形成微电路。
光刻机的生产集合了全世界最尖端的黑科技,其中很大一部分技术我国跟世界前列的国家或企业是存在代差的,这个代差甚至在10年以上,所以跟光盘刻录机不是一个类型的东西。
其实光刻机的作用就是制造芯片,就是这样一个不被人所熟知的设备能够占到芯片制造成本的35%以上,虽说这个机器的原理看起来很简单,但它的功能是十分重要的。当芯片结束了IC设计后就要被送到晶圆代工厂进行制造封装,比较有名的代工厂就是台积电、中芯国际等,像华为自己的研发芯片也同样是需要有这样的代工厂才能完整的制造出来,当前华为已经将14nm芯片的订单交到了中芯国际的手上了,但中芯国际没有7nm紫外光刻机,因此就没办法去制造芯片,而这也就是如今中国为什么这么迫切需要荷兰的7nm紫外光刻机的原因了。

其实形象点说芯片制造就如同盖房子,需要一层层地进行堆叠,才能把房子做出来,而要想有一个好房子,那么平稳的地基是必不可少的,而它就是晶圆。而光刻机加工就是要将芯片制作所用的线路和功能都做出来,不过这里要知道的是光刻刻出来的是电路图和电子元件,并将这些设计线路和功能都存进晶圆中。

而要想拥有这个光刻机技术是非常难的,当前它是属于全球中最尖端的技术之一,很少有国家能够拥有,因此高端光刻机的价格也是不菲,在这一领域不得不说荷兰是一个大霸主,全荷兰的ASML市场占有率有着80%,并且ASML是有着7nm技术光刻机的供应商,这在全球是独一无二的,也就是说这家公司几乎是垄断了整个市场,当前的众多芯片产商都是需要这家公司的生产才能够制造出完美的芯片。荷兰之所以能够拥有一个全世界顶尖水平的光刻机厂商,首先就是因为ASML这家公司的研发投入十分大,2019年的研发成本支出达到了4.8亿欧元,他们的员工有四成都是研发类,加上他们的很多技术都是外包,因此让他们有了更多的时间和机会去研发核心技术。

另外ASML这家公司的镜片技术十分高,有着上百年的技术积累,并且它还是采用德国、美国提供的多种技术,虽说是一家荷兰公司,但它背后有着整个欧美顶端科技的支持。如今中国在光刻机这一领域依旧是很大的短板,这对我们研究芯片,半导体都有着很大的影响,因此如果芯片领域被西方国家制裁,那么中国的科技领域必将受到打击。不过当前中芯国际经过资源和技术整合,将在下半年开出中国第一条14nm生产线,这对5G技术等行业的发展起着关键作用,相信在不久的将来中国会将自己的国产芯片呈现给全世界。