光刻机的瓶颈是什么（光刻机最难的几个环节）
光刻机的瓶颈是什么（光刻机最难的几个环节）
我国一直走过来，受到不少压力，技术封锁等新闻平时似乎不叫新闻，但却是老生常谈的旧消息。目前，光刻机的技术是荷兰最有发言权的。如果我们能与之合作，它必然会加快我国芯片研究的进程。但是国家之间的合作并不简单。由于美国的压迫，相关技术被封锁致死。因此，我国的投资力度很大，但没有相应的技术，连制造项目都很难启动。努力突破并不是奇迹，但在完全没有对对方系统的认识之前，很难迈出第一步。
没有参考物。近年来，中国的快速发展实际上来自于早期引进后的模仿，但由于我国在这一领域已经落后了几十年，在没有参考资料的情况下是如何展开的？从一张白纸到精彩的两分钟都很难，而且几乎“独自闯天下”自然更难。光刻技术不是技术，而是聚合技术。一台ASML光刻机有大小8万个左右的零部件，相关技术也是很多科研公司结合的结果。有些人把ASML光刻机器描绘成收集人类高度智慧的作品，甚至本身就是艺术品。找任何技术公司合作都只是一方面的接触，不能在这个技术集合的产物中发挥很大的作用。
技术难以突破的原因是，光刻机具有非常高的研究难度，高级光刻机不是一个国家能做到的事情，因此极大地戳到了我国芯片行业的弱点。也就是说，在这种开发的困难中，如果我国想实现自己芯片的安全控制，国产光刻机器要想沿着弯道超车。
我们要突破对高级光刻机相关技术的垄断。荷兰的ASML成立于1984年，至今已有36年历史。在过去的30多年里，如果是与光刻机相关的技术，已经牢牢地捆绑在ASML进口上，在技术领域形成垄断趋势。如果我国的光刻企业想突破空白中层的技术壁垒，避免ASML拥有的专利，那将是多么困难的事情。我国本来光刻领域的起步比较晚，加上美国从中阻挠，使该行业的发展路径更加曲折。如果有一天，我国在高端光刻领域取得了一些突破，最需要警惕的就是美国。我国的华为是其中最明显、最实际的例子。
中国芯片技术的“瓶颈”是中国在芯片技术领域没有核心技术和自主研发能力，没有主导芯片从材料、设计到生产制备的全套技术中任何一个环节。
中国科学院院士、湖南先进传感与信息技术创新研究院院长彭练矛16日在湖南湘潭表示，针对中国半导体材料、制造工艺和芯片设计落后的状况，碳基电子大有所为，其对国产芯片技术突围具有重要价值和意义。
“没有芯片技术，就没有中国的现代化。实现由中国主导芯片技术的‘直道’超车，就是碳基电子的定位和使命。”彭练矛表示，碳基电子的终极使命就是在现有优势下扬长避短，从材料开始，全面突破现有的主流半导体技术，研制出中国人完全自主可控的芯片技术，在主流芯片领域产生重要影响。
扩展资料：
15日至17日，由湖南先进传感与信息技术创新研究院承办的“碳基材料与信息器件研讨会”在湘潭召开，北京大学、清华大学、浙江大学、国防科技大学、中国科学院微电子研究所、电科集团等中国高校、科研机构以及企业的170余名代表参会。
彭练矛在会上作了题为“碳基电子的定位和使命”的主题报告。
参考资料来源：和讯网－中科院院士彭练矛：碳基电子是国产芯片技术突围利器
9月16日，国新办举行新闻发布会，介绍中国科学院“率先行动”计划第一阶段实施进展有关情况。
在这个发布会上，中科院主要领导强调，要把美国卡脖子的清单变成我们科研任务清单进行布局，比如航空轮胎、轴承钢、光刻机；一些关键核心技术攻关成立领导小组，要求每个承担重大任务的人要签署责任状；在一些最关注的重大的领域，集中全院的力量来做。这就是中科院签订“军令状”的来由，其中光刻机受到了广泛的关注。
众所周知的原因，现在在芯片行业我们受到了美国等西方国家的封锁，造成了我国一些制造企业的困难局面，比如华为。
制造芯片最重要的设备就是光刻机。其实我国也能生产制造光刻机，也在很早的时候就开始研究，在这方面当时也和世界水平比较接近，但是光刻机的前期研究需要投入大量的资金，而且在“造不如买，买不如租”思维影响下，逐渐对于科研不太重视，光刻机研制近乎于停滞，就像当年的“运10”飞机的研制过程一样。
而当我们开始重视芯片产业，国家也投入巨资准备大力支持研发，却出现了“汉芯”造假事件，2003年上海交大微电子学院院长陈进从美国买回芯片，作为自主研发成果，消耗大量社会资源，影响之恶劣可谓空前！以至于很长一段时间，科研圈谈芯色变，严重干扰了芯片行业的正常发展。
目前上海微电子装备有限公司能量产的光刻机是65nm制程。2019年，由中国科学院光电技术研究所承担的超分辨光刻装备项目在成都通过验收，完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制，最高线宽分辨力达到22nm。
这22nm制程的光刻机技术，应该很快就会能够量产，但是与世界主流的先进技术还是相差甚远，而且22nm的芯片，只能应用到一些不太复杂的科技产品上，比如老年手机等等。所以现在我国在光刻机这块是落后于世界先进水平好几代的。
当前光刻机技术最好的是荷兰的ASML公司，已经能够量产5nm制程的光刻机，甚至都拥有了3nm的技术。
可是因为美国的阻挠，我们根本就买不到ASML的产品，中芯国际在去年前曾经抢购到一台7nm的光刻机，钱都已经付了好多个亿，到现在都还没有收到货，可能以后也就收不到了。
硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测，以及相关的半导体设备，绝大部分领域我国还是处于“任重而道远”的状态。
但我感觉这次不一样了，制造芯片的设备光刻机已经提升到国家层面，相关部门还立下了“军令状”，这与当年研究原子弹的情形何其相似。
我不相信先进光刻机的难度要大于原子弹，我们当初是一穷二白，完全是从零开始，不也以飞快的速度制造出来了？何况对于光刻机生产我国还是有一些基础的，只是现在还没有达到国际先进水平而已，这比当初制造原子弹的情况要好很多。
1nm就是一些原子了，现有的光刻机技术原理是有天花板的，我相信在我们的科研单位在现有理论下，应该能够很快追上世界水平，但不应仅仅局限在已有的理论中，还要展开新的理论研究，争取尽快生产出更先进的光刻机，使我们的芯片不再受到制约。
因为光刻机制造工艺不存在科学基础理论的限制，全部都是工程问题，而工程问题就是资源和时间投入够了，一定搞得出来。连航发我们都快搞出来了，光刻机为什么搞不出来？
反过来说，过去我们造不出来，原因不是我们不能造，根源是我们的产业政策：
过去我们的产业政策是与西方国家形成互补，继而形成政治互信，最后达成长期和平：这是我们过去的和平观。但问题是我们高看的西方人：原来他们无法接受我们与他们平起平坐，硬要和我们用实力说话，逼迫我们的产业和他们脱钩。
这样我们不得不在过去产业的空白处发力。
回答上面某些答主说的“高端人才”“流失”问题，我请你们反过来想一个问题，如果国内的产业尚不成气候，而且国家的产业政策不准备发力，而你作为这个产业的人才，你怎么选择？ 如果你想报效国家，正确的选择是什么？去大学和同僚们卷？去研究所和同事们卷？ 毫无疑问，正确的选择是去国外苟，去学习，等时机成熟，发力。
简单来说，中国产业人才的回国率，其实取决于，我们的产业独立程度有多高，以后回来的人只会越来越多，凡是回不来的，只有可能是中国不要的。
再说了，某些高校有留外传统，他们不去国外占领关键岗位，谁去收留大量去国外留学的中国学生？绝大多数出国留学的学生都回来了，总要有留下殿后的吧？
再说了，谁说高端人才毕业必须是清华大学毕业的，歼20研制总师就不是。
回来说说光刻机，光刻机不能急，原因是这是个产业集群，涉及到材料、精密制造和众多环节的工业配合，需要时间沉淀。
此外，这个节骨眼需要低调的。没消息，其实是好消息！
为什么我认为，航发比光刻机难搞。物理学上，流体力学理论方向基础科学理论瓶颈之一，而且是越是高温和高速，越麻烦。从设计、制造到最终应用，除了一点点试验，一点点积累，没有别的好办法，走不了捷径。而航发的研制就会撞到流体力学理论的瓶颈。
但光刻机的研制，据我所知，至少在精密光学与机械加工这方面，没有已知的理论瓶颈，而且我国的工业基础还不错。瓶颈反而在光刻部分，也就是说光刻机造出来，和光刻机好用完全是两回事。所以，光刻制造的真正瓶颈，不是制造这台机器，而是如何嵌入成熟的半导体制造体系。
b站上看过很多大佬谈国家产业规划，意见基本完全一致：
14五期间解决成熟工艺的材料和设备国产化问题，15五在去突进先进制程。
看样子，国家的决策者们头脑清醒，产业政策也很得当，如果还有那么强的执行力，你怀疑不会成功？
您说的应该是EUV掩膜式光刻机。
一般来讲，光刻机可粗略分成掩膜式(步进式Stepper和扫描式Scanner)和直写式无掩膜光刻机两种。直写式光刻机目前被用于半导体IC、生物芯片、光电芯片及其他小规模生产及科研；对于32纳米或以下技术，EUV光掩膜过于昂贵，直写式具独特优势，但直写式光刻机应用的主要瓶颈是产能低。
EUV是UV紫外线中波段处于(10nm~100nm)的短波紫外线。而在光刻机工艺中通常定义在10 ~ 15 nm紫外线。
2020年3月28日，中国计算机学会做了一个 CCF YOCSEF 技术论坛：量子计算机离我们还有多远？的主题，主题上 张辉（合肥本源量子计算 科技 有限责任公司副总裁，中国科学技术大学博士）做主题演讲时候有提到，3nm是经典计算机的工艺极限，就是因为量子的问题。本源量子是国内中科院旗下的做量子计算机方面的公司。
之前中芯国际副总曾经在喜马拉雅的音频节目中回答过这一提问，他说1nm的光刻机工艺并不是技术上难以逾越的门槛。只是目前采用投影或浸入式的技术还难以做到1nm工艺，但其实世界上已有直写技术可以做到1nm了，只是采用直写技术的硅片没有商用价值，只能制作掩膜版用，所以说3nm更不是极限了，那么光刻机的极限在哪里呢？接着往下看。
光刻机的极限
其实光刻机极限已经快到了，因为硅这种材料的极限在1纳米左右，如果想要超越1nm,那就得换材料了，但是目前地球上已经发现的材料中，没有比硅更适合的了，所以末来十年都很难超越1nm工艺，除非科学家能发现一种新材料，当然，这种可能很小。
超越1nm很难，那么达到1nm呢？目前要想达到1nm，目前当芯片内部线宽窄到3nm，电路中用于导电的铜线之间的间距太小，就会发生短路，所以说达到1nm都很难，只能寄希望于量子技术的突破了。
荷兰ASML（阿斯麦）公司的现状
在EUV光刻机方面，荷兰ASML（阿斯麦）公司垄断了目前的EUV光刻机，去年出货26台，创造了新纪录。据报道，ASML公司正在研发新一代EUV光刻机，预计在2022年开始出货。
根据ASML之前的报告，预计2020年将会交付35台EUV光刻机，到2021年则会达到45台到50台的交付量，是2019年的两倍左右。目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C，两者基本结构相同，但NXE:3400C采用模块化设计，维护更加便捷，平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时，支持7nm、5nm。
荷兰ASML（阿斯麦）公司的极限
与之前的光刻机相比，ASML新一代光刻机的分辨率将会提升70%左右，可以进一步提升光刻机的精度，毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。不过新一代EUV光刻机还有点早，至少到2022年才能出货，大规模出货要到2024年甚至2025年，届时台积电、三星等公司就可以考虑3nm以下的制程工艺了，所以说到2022年光刻机的精度有望达到3nm,要想达到1nm，估计要到2030年了。
总结
总结来说1nm应该是光刻机精度的极限，预计要10年左右才能达到这一目标，我是小熵，你有什么看法？快到下方评论区留言吧！欢迎关注，持续为您答疑解惑。
在紫外光谱。不同的材料有区别。
