光刻机生产的芯片（光刻机生产芯片发生化学反应吗）
光刻机生产的芯片（光刻机生产芯片发生化学反应吗）
3月3日， 中芯国际官方表述称：公司与ASML公司达成协议，将购入78亿元的晶圆生产设备。 或许对此不少人将感到疑惑，难道他国当地组织低头了？为何要放开封禁政策，让中芯国际购入光刻机呢？具体的原因我们不得而知，也不用深究，但有理由相信这是一个好的开始。随着这一利好消息的传出，中芯国际今日的股价便得到了上涨。
不止 于此，考虑到中芯国际自研技术的尚未完全成熟，大批量的进口光刻设备也是急需的 。当然中芯国际作为一家大企业，自然也有权衡其中的利弊，此举虽然花费颇多。但是在全球芯片消耗量急剧上涨，代工产量不足的情况下，78亿元的光刻设备也将为中芯国际收获大批量的国内外订单。
不过这也不值得盲目的乐观，了解到实际的情况，或许你会有不一样的观点！
据悉，此笔高达78亿元的巨额订单，便是中芯国际近两年的利润，却未能够买入先进制程的光刻设备 。该笔设备只能够用于生产14nm工艺芯片，具体的设备信息尚且不得而知。为何中芯国际不购入更先进制程的机器呢？这主要还是因为封禁政策， 他国组织仅批准了14nm制程工艺设备的购买许可，而对于更为先进的10nm、7nm依旧属于管控状态。
14nm制程工艺相当于什么水平呢？可以说是2016年左右在手机端流行，比如骁龙820、骁龙821，骁龙660，骁龙625，骁龙675等等 。对于安卓手机用户来说，使用一台4、5年前的手机设备，无疑难以满足大多数人现在的日常需求。也就是说这样等级的制程芯片，对于目前的中端、高端智能机而言，是完全被淘汰的。
但是哪怕是对于这样不太先进的设备，中芯国际依旧是花费了大笔金额够得。虽说如此，但 这也并不意味着14nm制程工艺的光刻机一无是处，否则他国组织不会封锁、中芯国际更不会花大价钱买入 。排开相对高端、要求高运行速度的设备，14nm制程工艺还是颇具市场，也就是说利用这批订单，中芯国际能够实现盈利。
目前关于光刻技术突破的捷报屡屡传来，或许不少人对此抱有了一种极其乐观的态度，但是事实并非如此简单。首先毋庸置疑，此项技术是遭遇封锁的， 也就是说，哪怕是掌握了具体的制造技术，在这种大环境下，想要购买到光刻机的相关零部件也绝非是容易的事。 那想要造出大部分的元件，更无可能。
曾有业内工程师这样表述道：“想要制造可以满足现代发展的光刻机，一个零件都需要上十年的时间去不断地打磨完善。”。 据悉ASML光刻机中零部件高达十万个，其零件也是来自于世界各地 ，不谈设计，单说将这些零部件组合起来也是目前难以完成的大任务。
ASML曾公开称：“即使公开图纸，国内也造不出光刻机。”，这并非是空穴来风。 光刻自研，任重而道远，但好在从未停歇，相信有朝一日，光刻机国产化绝非是“梦”！
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按照光刻机的理想工作状态，一台光刻机一天能生产800×600颗芯片，也就是48万颗芯片，除去产品中的一部分次品，一天剩下的大概在40万颗芯片左右。
10月4日晚，芯片制造商中芯国际(00981.HK)在港交所公告确认，已受到美国出口管制。9日，中芯国际宣布称，基于部分自美国出口的设备、配件及原材料供货期会延长或有不准确性，公司正在评估该出口限制对本公司生产经营活动的影响，或造成重要不利影响。
此次，美国选择对中芯国际进行“进出口管制”的限制，也是为了对我国芯片制造领域进行压制。
目前全球半导体设备领域，美日两国垄断了全球80%左右的市场份额，其中美国占全球50%的市场，日本占30%，且在先进工艺上没有替代品，荷兰的ASML（镜头来自德国）基本受控于美国指令，因此相当于美国把光刻机这一块给控制了。
中芯国际是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业，提供 0.35微米到14纳米制程工艺设计和制造服务，其中最重要的就是光刻机。
作为芯片制造的核心设备——光刻机是关键核心技术。光刻机对机械精度要求非常高，光刻机中心的镜头由很多镜片串联组成，一块镜片要数万美元，镜片的抛光工作其技术积淀需要几十年甚至上百年，所以对于起步较晚的我国来说，发展自己的光刻机技术可谓一场攻坚战。
所以如果中芯国际被美国“限制”，其他芯片制造企业再“断供”的话，对于国内很多电子设备制造企业来说，将会彻底处于受制于人的被动状态。
所幸，目前我国已经在努力冲破其他国家的封锁和遏制，最好光刻机的公司每年也都会新增数百项的专利。
有报道称，而为了应对当前的不利形势，中芯国际在几个月前就从日本等国家采购了大批的关键设备和零部件，能够保证在一段时间内业务可以持续开展，避免出现断供。同时，中芯国际也已经计划在2020年内建设一条可生产40nm芯片的生产线，3年内完成28nm生产线的建设，以完全削弱对国外技术的依赖。
对于我国光刻机技术的发展，刚刚结束的“第三届半导体才智大会”上，新落成的中国第一家“芯片大学”——南京集成电路大学，也对我国未来芯片事业的发展才提供关键利好。这也是自美国对华为等公司进行芯片限制后的1年多时间以来，我国在 科技 领域及半导体领域的大进展。
如果说“限制”华为是美国政府对中国 科技 产业打压的开始，那么刚刚又宣布对中芯国际的“禁令”，或是美国“绞杀”中国半导体产业链的开始。因此，对于我国高 科技 企业而言，要尽快推进自主研发的能力，避免接下来更多中国半导体产业链企业被打击。
1、光刻机（Mask Aligner）又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫 Mask Alignment System.
2、因为芯片远比这小得多，动不动就是nm的，这些最小也就是μm级别，那么到底是什么刻刀能做到这么精细。所以就想到了，用光线在芯片上刻，就是光刻机。
3、Photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。形象的来说光刻机就是个“投影仪”，把我们想要的图案投影到芯片上。
芯片是什么？
芯片，也叫微芯片，由一小块平坦晶圆上的电子电路构成。晶体管是芯片上的微型开关，可以控制电流的打开和关闭。在晶圆上通过添加和去除材料形成多层互连的格栅结构，从而构成无数的微型电流开关。
晶圆由硅制成，与那些可直接传导电流的金属不同，硅是一种半导体，通常需要在其中掺杂一些元素（如硼B，磷P）才能实现电流的传导，这也为控制电流的开关提供了一种途径。硅是地壳中含量第二丰富的元素，仅次于氧元素，在自然界中通常以二氧化硅的形式存在，也就是我们常见的砂子。晶圆便是由主要物质成分为二氧化硅的硅砂制成，首先将硅砂熔融成大晶柱，叫做硅晶柱，再将其切割成薄片，便成为晶圆。
芯片上的元件是以纳米为单位度量的，1纳米是十亿分之一米。作为比较，人类头发的直径大概为100微米，也就是一万分之一米，而一个病毒的直径大约为14纳米。透过最先进的光刻机，目前最先进芯片上的最小元件可以加工到5纳米以下。芯片上元件的尺寸越小，便能装更多的晶体管，芯片的功能也就越强大。
芯片的进步，使得计算能力和存储空间得到大幅度的提升，也推动了高科技的发展。未来的虚拟现实技术，人工智能技术和深度学习技术都会产生大量的数据，而要处理这些数据，离不开具有超高性能的芯片。
那么，芯片是如何制造出来的呢？
芯片的制造过程大致可分为以下十步：
1.沉积：将材料薄膜沉积在晶圆上，材料可以是导体、半导体和绝缘体
2.光刻胶涂覆：在材料薄膜上涂上一层光敏材料，光刻胶或者光阻，之后再放入光刻机
3.曝光：在光刻机中，光束透过掩模板聚焦在光刻胶上，将掩模板上的图案转移到光刻胶上
4.计算光刻：通过算法优化掩模板，减小其受光刻胶化学变化的影响
5.烘烤和显影：去除多余的光刻胶
6.刻蚀：去除多余的空白部分
7.计量和检验：时刻检测晶圆的数据并反馈给光刻系统
8.离子注入：在去除光刻胶之前注入离子调整部分晶圆的半导体特性
9.重复制程：根据所需要的层数重复光刻
10.封装芯片：切割晶圆，形成单个芯片并封装
芯片制造所需要的外部条件有哪些？
不同种类的光刻机和超净间。芯片就像是迷你的摩天大楼，它的结构可达到100多层，层与层之间以纳米精度相互交叠，这种精度也称为“套刻精度”。由于层与层之间的图案不同，便需要不同类型的光刻机来加工。ASML的深紫外线光刻机有几个不同的种类，适用于关键性的小图案和普通型的大图案。无论多小的灰尘，一旦落在晶圆上便会对晶圆造成很严重的损伤。所以芯片的制造需要在干净的环境中进行。世界上多数厂商所使用的超净间为“ISO 1级”，即空气中每立方米颗粒直径在100到200微米之间的颗粒数不超过10个，没有直径大于200微米的颗粒，而相对比之下，干净的医院里每立方米空气中有10000颗粉尘，可见，日常的环境的洁净度远远达不到超净间的标准。超净间中的空气会不断的循环和过滤，工作人员也需要穿着特殊的工作服维持超净间的洁净。
芯片的制造模式有哪些？
芯片的制造模式可分为三类：一类IDMs是设计并加工芯片，另一类Foundries是依据代工合同为其他公司加工芯片，有些公司例如高通、英伟达和超微半导体，只从事芯片的设计而不进行加工，以期节约运营成本。
芯片如何从设计走向量产？
从芯片的设计到量产总共要走过四个阶段，分别是设计阶段、开发阶段、试产阶段和量产阶段。
设计阶段：在此阶段，客户给厂商提供芯片电路，厂商根据客户的实际需求设计和优化掩模板
开发阶段：在确定了掩模板后，厂商需要在少量晶圆和光刻机上试验光刻，确保设计好的掩模板可以
被转移到光刻胶上，这也是此阶段的难点。
试产阶段：开发阶段确定好的加工设置叫做工艺窗口，在试产阶段需要做的便是扩大这个工艺窗口，
因为每加入一台光刻机便会多一个变量，例如光波长、加工精度等，为了能让更多的光刻
机协同工作，需要尝试将工艺窗口扩大，以容纳更多种设置。（可以简单理解为容错性）
量产阶段：在此阶段，厂商需要起到一定的监测作用，确保光刻机能够以最大的优良率不间断的生产
芯片。
光刻机发出的光用于通过带有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光。光刻电阻的特性在看到光后会发生变化，从而使掩模中的图形可以复制到薄片上，使薄片具有电子电路图的功能。这是光刻的功能，类似于照相机摄影。相机拍摄的照片打印在底片上，而照片不被记录，而是电路图和其他电子元件。根据网上资料显示，一台光刻机一天大约可以有效制造600块左右，一年就可以制造差不多21.9万块芯片。
光刻机为什么会如此的重要？
目前，无论是手机芯片、汽车芯片还是其他领域，包括军事、航空航天等应用，芯片都离不开光刻。现在世界上的芯片仍然是硅基芯片。经过近半个世纪的发展，芯片的关键尺寸逐渐缩小，从最初的电子管到晶体管，再到集成电路的发明。目前，我们仅有的技术是光刻技术。因此，如果没有光刻机，芯片就无法正常制造，目前也没有替代光刻机的产品。
一台光刻机有多难造?
光刻机的制造难度非常大，可以说一台光刻机用到的零部件全是各个国家最先进的技术产品。那我们就拿EUV的光刻机举例，有几吨重的镜头，而且还要确保无杂质，拥有纳米级别的分辨率。如果镜头有任何缺陷都是不可接受的，而且镜头的曲率非常薄。第二个困难在于光源，这很难做到。还必须考虑通过每个镜头和光路的光的折射损失，并且可用于光刻的能量非常小。
中国能否自己造一台光刻机？
光刻机在全世界非常稀有，发达国家为了阻止中国发展，禁止出售光刻机到我们国家。但是，近几年我国的科学家和政府都在加大在光刻领域的研究，而且也取得了一些进展，也开始进行国产光刻机的制造。但是尽管我们国家这么努力，但对比asml的光刻机技术，可以说我们连门槛都还没有摸到。不过唯一值得庆幸的事是，国家已经注意到了光刻机的重要性，开始在资金，人才，政策方面给予了大力的扶持。我相信未来我国的光刻技术一定会实现弯道超车。
