搞出光刻机（光刻机是怎么做出来的）
搞出光刻机（光刻机是怎么做出来的）
总结下来，主要有以下几点：
1、技术上壁垒高。
ASML总裁Peter Wennink也在媒体上方言：高端的EUV光刻机永远不可能（被中国）模仿。
“因为我们是系统集成商，我们将数百家公司的技术整合在一起，为客户服务。这种机器有80000个零件，其中许多零件非常复杂。以蔡司公司为例，为我们生产镜头，各种反光镜和其他光学部件，世界上没有一家公司能模仿他们。此外，我们的机器完全装有传感器，一旦检测到有异常情况发生，Veldhoven总部就会响起警报。”
2、长周期投入。
光刻机是典型到极致的高风险、高投入的赛道，前期的投入很高收益很慢，有时候身体要贴钱投入。从ASML的研发投入基本达到15%以上，有时候全年负增长也是常态。
据一位在ASML工作的知乎作者@俗不可耐透露：“ASML的EUV光刻机才真正开始盈利”，而ASML在这项技术上投入的时间是27年。试问有多少企业可以做到。
3、更换供应商成本太高。
买到一台机器和用好机器是两码事。ASML极紫外（EUV）光刻机每台售价达到1.2亿美元，重达180吨，零件超过10万个，运输时能装满40个集装箱，安装调试时间超过一年。除此之外，磨合与提高良率都需要时间堆砌，只要没有大的技术变革，厂商们不可能轻易放弃ASML当其他厂商的小白鼠的。
台积电（占据全球晶圆代工的大半壁江山）、三星、英特尔、格罗方德包括国内的中芯国际都是ASML的客户，其中三星、英特尔、格罗方德还是ASML的股东，三大巨头转投其他家的可能不大。
光刻机之所以重要，在于它是实现摩尔定律的基础：
摩尔定律指出集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。可以把晶圆的整体构造想象成在微观世界构建大楼，如果想让整个建筑有更多的小房间可以容下晶体管，这就要求房屋的整体框架要精细再精细。反映到光刻机上就意味着它投射到晶圆上的尺寸越小。
EUV光刻机代表了大厂在先进制程方面的领先性，目前只有荷兰ASML一家能够提供可供量产用的EUV光刻机。各大Foundry厂和IDM厂在7nm以下的最高端工艺上都会采用EUV光刻机，客户以英特尔、台积电、三星、SK海力士为主。
ASML在2019年出售了26台极紫外线(EUV)光刻设备，大概一半供给了台积电。
光刻机（Mask Aligner）是采用类似照片冲印的技术，把掩膜板上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上的设备，是制造芯片的核心装备，也是目前顶尖 科技 的代表。中美 科技 竞争下，因光刻机使用部分美国技术，华为自研的高端芯片供应链被掐断，中芯国际也无法采购最先进的EUV。高端光刻机已成为当前中国半导体的软肋。
高精度光刻机的制造工艺极其复杂，核心零件便有8万个左右，共需要超10万个零部件，因此，光刻机也有了“现代光学工业之花”的称号。如此高的制造门槛，也就导致了光刻机制造领域的玩家也寥寥无几。“头部玩家”基本被荷兰阿斯麦（ASML），日本的尼康和佳能垄断：
佳能光刻机
佳能光刻机的 历史 始于对相机镜头技术的高度应用。佳能灵活运用20世纪60年代中期在相机镜头开发中积累的技术，研发出了用于光掩膜制造的高分辨率镜头。此后，为了进一步扩大业务范围，佳能开始了半导体光刻机的研发，并于1970年成功发售日本首台半导体光刻机PPC-1，正式进入半导体光刻机领域。目前，佳能的光刻机阵容，包括i线光刻机和KrF光刻机产品线。佳能已累计出货5600余台光刻设备，覆盖众多领域，尤其是在步进光刻机细分市场，佳能有超过80%的市场份额，受到了中国客户的喜爱。
尼康光刻机
尼康则是凭借相机时代的积累，在日本半导体产业全面崛起的初期，一度成长为全球光刻机巨头，独占行业50%以上的份额。手里的大客户英特尔，IBM，AMD，德州仪器等几乎每天堵在尼康门口等待最新的产品下线，一时风光无两。然而，在美国政府将EUV技术视为推动本国半导体产业发展的核心技术后，美国便将自己一手支持的当 时尚 属小角色的阿斯麦推上前台，并在半导体干湿刻法的技术之争中胜出，尼康也由此开始衰落。其昔日的客户和盟友纷纷背叛，晶圆代工厂基本都将尼康的光刻机排除在大门之外。尼康目前出货的光刻机基本只能卖给三星，LG，京东方等用来生产面板。受各业务下滑影响，尼康不得不进行了多次的大规模裁员。
ASML光刻机
ASML现在则是光刻机制造领域无可争议的霸主。它为半导体生产商提供光刻机及相关服务，其TWINSCAN系列是世界上精度最高，生产效率最高，应用最为广泛的高端光刻机型。全球绝大多数半导体生产厂商，都向ASML采购TWINSCAN机型，比如英特尔（Intel）、三星（Samsung）、海力士（Hynix）、台积电（TSMC）、中芯国际（SMIC）等。
市场上的主力机种是XT系列以及NXT系列，为ArF和KrF激光光源，XT系列是成熟的机型，分为干式和沉浸式两种，而NXT系列则是主推的高端机型，全部为沉浸式。
ASML基于极紫外（EUV）光源的新型光刻机，型号定为NXE系列，是一个划时代的产品，关键尺寸在10nm以下的芯片晶圆，只能用EUV光刻机生产，ASML实现了该领域的***垄断。
在国产光刻机制造企业当中，上海微电子相对比较出色。
目前，上海微电子能量产的光刻机是在90nm，其主要在低端光刻机领域发力，在低端领域拿下全球40%的市场份额。而中国有80%的低端光刻机都来自于上海微电子。今年，上海微电子将交付中国首台28nm immersion式光刻机，制程技术进步不小。
以上对比可以看出，中国和日本在光刻机领域已存在不小的差距，而在与全球顶尖供应链厂商ASML相比时，更是难以企及。难怪ASML公司总裁放言，就算把图纸给我们的公司，也永远仿造不出顶级光刻机！这话虽然听着让人非常不爽，但是不得不承认这就是现阶段的现实问题！
如今，在美国霸权限制横行之下，中国已深深明白了光刻机的极端重要性。每个中国人也都心知肚明，只有我们自己真正拥有，才能无所畏惧。在芯片问题亟待解决的今天，加上国家的大力引导，中国人自己的高端光刻机必将更早成为现实。
中国、日本、荷兰。
在能够制造机器的这几家公司中，尤其以荷兰（ASML）技术最为先进。价格也最为高昂。光刻机的技术门槛极高，堪称人类智慧集大成的产物。
目前在全球45纳米以下高端光刻机市场当中，荷兰ASML市场占有率达到80%以上，而且目前ASML是全球唯一能够达到7纳米精度光刻机的提供商，所以ASML才是全球芯片业真正的超级霸主一点都不过分。
主要性能指标
光刻机的主要性能指标有：支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。
分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制，所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。
对准精度是在多层曝光时层间图案的定位精度。
曝光方式分为接触接近式、投影式和直写式。
曝光光源波长分为紫外、深紫外和极紫外区域，光源有汞灯，准分子激光器等。
最近有传言华为正在招聘“光刻工艺工程师”，因此不少网友纷纷猜测：华为这是打算自己做光刻机吗？甚至还有人说华为能够在2年内搞定5nm的光刻机，这就有些太夸张了，事实也并非如此。由于众所周知的原因，华为在今年很“难过”。虽然华为通过自研拿出了极为先进的5G芯片麒麟990，但是由于不具备芯片制造能力，麒麟芯片只能交由台积电进行代工。
但是由于台积电受到了巨大的外界压力，终于在近期声明会在9月14日起停止为华为代工芯片。事实上台积电从今年5月份开始就不再接收华为下的新订单了，截至目前台积电已经为华为生产了800万块最新的麒麟芯片。
虽然800万块芯片从数字上看起来很大，但是相对于华为旗舰手机的销量只是杯水车薪。根据官方数据，上代华为Mate 30系列上市60天全球销量就突破了700万台。因此800万麒麟芯片也只够华为Mate 40系列卖三个月。因此也有传言称，华为正在寻求和联发科甚至三星、高通的合作，前不久华为就一口气发布了4款搭载联发科芯片的手机和两款平板电脑。
但是联发科等企业同样也受到外界的压力，在最严重的情况下，华为可能连第三方芯片也无法采购，这样一来华为的终端业务就将面临停摆，甚至运营商设备业务也会受到影响。在这个大背景下，华为寻求制造光刻机，走自研芯片的道路也是一个求生的方向。那么华为能够在短时间内造出光刻机吗？
很多业内人士都不是特别看好，因为光刻机的原理虽然很多专家都懂，但制造工艺基本上都掌握在欧美发达国家手中。而且用于处理器的光刻机对精度的要求非常高，因为它本身就是用来生产纳米级芯片的。以荷兰的ASML光刻机为例，它每一台设备都需要实时联网，通过网络加载中控程序才能正常运行，而这些运营程序软件同样是掌握在外国人手中的。
毫不夸张的说，一旦ASML把网络断了，咱们买回来的光刻机就是一堆废铁。而ASML光刻机由售方的技术人员安装调试完毕之后，就不能移动了，稍微有点异常就会断网。因此就算那么大一台ASML光刻机摆在我们面前，我们也很难仿制出一台。
而华为是一家网络通信和移动终端企业，基本上没有什么光刻机的技术储备。就算现在开始招人做光刻机，没有上十年的时间和百亿级别的投入，是很难看到成果的。更何况我们国家已经有可以生产光刻机的企业，比如上海微电子已经造出了90nm的光刻机，虽然和台积电的5nm相比差距还有20年，但好歹也有一个具体的方向。所以与其让华为从无到有打造光刻机，还不如将相关人才集中到上海微电子这样的国产光刻机企业，发挥出“集中力量办大事”的精神，花大力气缩短制造高精度光刻机的时间。
而事实上，这次华为所招聘的“光刻机工艺工程师”也是属于研发人员，而不是技术人员。这个职位主要是在光刻机代工厂驻场，来监督和把控芯片工艺制造流程的，并不涉及光刻机设备的生产与制造。
所以我认为，华为接下来自己制造光刻机的可能性不高，因为这个难度太大了。但是华为会加强与国内专业芯片供应链的合作，比如与中芯国际、上海微电子合作，派驻研发人员一起来攻克光刻机的难关。相信在国内企业的共同努力下，未来一两年内实现28nm甚至14nm光刻机完全自主还是有可能的。
而到了14nm这个级别，至少用在手机和通信设备上是没有问题的，可以保证华为的主营业务存续，剩下的则仍然需要慢慢追赶。至少光刻机技术最多也就到1nm，这就像是龟兔赛跑，虽然对手已经跑出很远了，但终点就在那里，只要肯投入研发力量，总有一天可以抵达的。
第一，目前全球最先进的光刻机，已经实现5nm的目标。这是荷兰ASML实现的。
而ASML也不是自己一家就能够完成，而是国际合作才能实现的。其中，制造光源的设备来自美国公司；镜片，则是来源于德国的蔡司公司等。这也是全球技术的综合作用。
第二，中国进口最先进的光刻机，是7nm。
2018年，中芯国际向荷兰ASML公司定制了一台7nm工艺的EUV光刻机，当时预交了1.2亿美元的定金。请注意，当时这台机器还没有交付，而是下订单。
但国内市场上，其实已经有7nm光刻机。在2018年12月，SK海力士无锡工厂进口了中国首台7nm光刻机。海力士也是ASML的股东之一。
第三，目前国产最先进的光刻机，应该是22nm。
根据媒体报道，在2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米。
请注意该报道的标题：“重大突破，国产22纳米光刻机通过验收。”
也就是22nm的光刻机，已经是重大突破。
22nm的光刻机，关键部件已经基本上实现了国产化。“中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权。”
有关报道中的“全新的技术”，也就是中国科研工作者在关键部件完全国产化情况下，实现的这一次技术突破
中国和世界顶尖光刻机制造还有很大差距。
华为麒麟受制于人，中芯国际不堪大用，澎湃芯片久不见进展，虎愤芯片勉强能用。
实用更是有很远的路要走。
大家放平心态。
