中国的光刻机现在达到多少纳米了？

2016年底，华中科技大学国家光电实验室目前利用双光束在光刻胶上首次完成了 9nm 线宽，双线间距低至约 50nm 的超分辨光刻。未来将这一工程化应用到光刻机上可以突破国外的专利壁垒，直接达到 EUV 的加工水平。

2014年10月瑞典皇家诺贝尔奖委员会决定将当年的诺贝尔化学奖授予打破光学衍射极限发明超分辨率光学显微技术的三位科学家，以表彰他们在超分辨率光学成像方面的卓着贡献。其中斯蒂芬·黑尔教授发明的STED超分辨技术采用二束激光，一束激发激光(Exciting Laser Beam)激发显微镜物镜下的荧光物质产生荧光，另外一束中心光强为零的环形淬灭激光(Inhibiting Laser beam)淬灭激发激光产生的荧光。这两束光的中心重合在一起，使得只有处于纳米级环形淬灭激光中心处的荧光分子才能正常发光，通过扫描的办法就可以得到超越衍射极限的光学成像。

遵循这个思路，华中科技大学国家光电实验室的甘棕松教授在国外攻读博士学位期间，采用类似方法在光刻制造技术上取得进展，成功突破光学衍射极限，首次在世界范围内实现了创记录的单线 9nm 线宽，双线间距低至约 50nm 的超分辨光刻。未来将这一技术工程化应用到光刻机上，能够突破光学衍射极限对投射电路尺寸的限制从而实现超分辨光刻，有望使国产集成电路光刻机摆脱一味采用更短波长光源的技术路线。

采用超分辨的方法突破光学衍射的限制，将光聚集到更小的尺寸，应用到集成电路光刻可以带来两个方面的好处：一方面可以实现更高的分辨率，不再需要采用更短波长的光源，使得光刻机系统造价大大降低;另外一方面采用可见光进行光刻，可以穿透普通的材料，工作环境要求不高，摆脱 EUV 光源需要真空环境、光刻能量不足的羁绊。

与动辄几千万美元的主流光刻机乃至一亿美元售价的 EUV 光刻机相比，超分辨光刻硬件部分只需要一台飞秒激光器和一台普通连续激光器，成本只是主流光刻机的几分之一。该系统运行条件比紫外光刻温和得多，不需要真空环境，不需要特殊的发光和折光元器件，和一般光刻系统相比，该系统仅仅是引入了第二束光，系统光路设计上改动比较小，光刻机工程化应用相对容易，有希望使国产光刻机在高端领域弯道超车、有所突破。

光刻机是什么？

光刻机是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。光刻机可以分钟两种，分别是模板和图样大小一致的contact aligner，曝光时模板紧贴芯片；第二是类似投影机原理的stepper，获得比模板更小的曝光图样。

曝光机在晶圆制作过程中，主要是利用紫外线通过模板去除晶圆表面的保护膜的设备。

一个晶圆可以制作出数十个集成电路，根据模版光刻机分为两种：模版和晶圆大小一样，模版不动。第二种是模版和集成电路大小一样，模版随光刻机聚焦部分移动。其中模版随光刻机移动的方式，模版相对曝光机中心位置不变，始终利用聚焦镜头中心部分能得到更高的精度。目前，这种方式是主流方式。因此，光刻机对于集成电路的生产非常重要。

目前全球能够制造和维护需要高度的光学和电子工业基础技术的厂家，全世界只有少数厂家掌握光刻机技术。例如ASML、尼康、佳能、欧泰克、上海微电子装备、SUSS、ABM，Inc等。因此，光刻机的价格昂贵，通常在3千万到5亿美元。

中国目前做光刻机的主要有上海微电子装备有限公司、中子科技集团公司第四十五研究所国电、合肥芯硕半导体有限公司、先腾光电科技、无锡影速半导体科技。其中，上海微电子装备有限公司已经量产的是90纳米，这是在中国最领先的技术。其国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项“的65nm光刻机研制，目前正在进行整机考核。

对于光刻机技术来说，90纳米是一个技术台阶；45纳米是一个技术台阶；22纳米是一个技术台阶……90 纳米的技术升级到65纳米不难，但是45纳米要比65纳米难多了。

路要一步一步走，中国16个重大专项中的02专项提出光刻机到2020年出22纳米的。目前主流的是45纳米，而32纳米和28纳米的都需要深紫外光刻机上面改进升级。

用于光刻机的固态深紫外光源也在研发，我国的光刻机研发是并行研发的，22纳米光刻机用到的技术也在研发，用在45纳米的升级上面。

有种说法是，国外的高端光刻机对大陆禁售。目前，荷兰的ASML则拥有全球晶圆厂光刻机设备高达8成的市场份额，在干式曝光机、浸润式光刻机，EUV（极紫外线光刻机）的市场几乎处于独霸地位，台积电、三星、英特尔等国际半导体巨头都是其客户。但是，据传闻，中国只能买到ASML的中低端机。

去年年底，有消息传出，ASML中国区总裁金泳璇在接受媒体（DIGITIMES）采访时正式澄清，ASML对大陆晶圆厂与国际客户一视同仁，只要客户下单，EUV要进口到中国完全没有任何问题。在交期方面，所有客户也都完全一致，从下单到正式交货，均为21个月。

他还透露，目前已有大陆晶圆厂巨头与ASML展开7纳米工艺制程的EUV订单洽谈，2019年大陆首台EUV可望落地。

至于消息能够为真，还要看未来两年中国晶圆市场的发展。

光刻机与刻蚀机都是芯片制作过程中必须使用的高端机器，芯片的设计我国发展得很好，差距不大，就是流片，因国外的封锁我国勉强仅能做到24纳米，但是华中科技大学的甘棕松开劈了一条与阿斯麦完全不同的技术路线可以做到9纳米！甚至是1纳米！注意：最重要的是绕过了阿斯麦的专利路线独创超分辨光刻！而且成本仅阿斯麦的几分之一！清大光刻机双工件台系统样机2016年已通过验收了。国产世界一流的光刻机正在路上了！

国产光刻机还停留在技术攻关阶段，真正能够用于芯片生产的193，EUV等正统光刻技术，离真正上线生产还有很长距离。作为一台光刻机，需要考虑的不仅是分辨力，还有效率，稳定性等多个关键指标，即使目前国内光刻机通过技术攻关达到线宽指标，其他方面还有很大差距。悲哀的是，我国目前投入很大力量去做高端前沿，而基础部分，i线微米级的光刻机都没有实现上线量产。

其他STED，双光子，表面等离子体这些所谓的前沿手段，也就搞搞研究，发发文章，做一些特殊器件，很慢实现真正上线。

要提高我国光刻机水平，还需要一步一个脚印，进行合理整体布局。

在芯片产业上我相信用不了几年我们就能追上，因为国人聪明呀，从十几年前我就认为中国体育行业里面有哪些有利于我们的项目，首先是乒乓球跳水羽毛球体操等优势项目我就不说了，就说斯诺克，我当时就说早晚会有中国冠军的，结果没两年就出了个丁俊晖，大家发现没有这些优势项目有一个共同点，就是动脑子高于动体力，或者说，这些项目对身体素质的要求没有太高！我们天生就是动脑子的，华人智商全球最高！俄罗斯人说过，军工武器不敢给中国人看，中国人看了就能怀孕，转过年就能生产！给印度不怕看，手把手都教不会！所以在技术方面我们不怕任何人，早晚全给他们干趴下！加油我的国

要看是实验室还是量产，实验室随便吹都行，量产的话，0.35um都没听说有的，也就是8寸线，没听有量产的，最快都是验证中，机台稳定性可靠性要求高。不从事半导体的天天喊追这个赶那个的，都是键盘侠。因为都不懂半导体，我想只有飞机发动机和半导体像，都是需要日积月累积累经验的，半导体比发动机还要复杂落后的多。有人说航空发动机我们不是造出来了吗？出来了就大脸了，说这种话的人更能说明是门外汉，航发不需要什么可靠性，就玩一次就报废了，飞机发动机能飞一次就换新的吗？半导体也一样，做出的芯片要求可靠性，寿命要做到几年不出问题，如果你买个手机，用了三天挂了，是不是得骂人，军事金融电力各行各业都要求芯片的可靠性，半导体就是要求日积月累一步一步积累的，没有捷径可走。天天想着弯道超车，国外大公司一年投资研发费用都是几十几百亿美金，国内的公司是几亿美金，别人是一天24小时工作，我们还能把时间变成一天48小时？重要的是踏踏实实做事，越想投机差距就会越大，如果政策到位，结合市场地位，缩小差距还是没问题的。

ASML怎么可能突然宣布愿意给中国出售EUV了，肯定是国内光刻机技术有了大的突破！另外在刻蚀机方面，国内中微半导体的5nm级别等离子刻蚀机似乎已经开始交付芯片制造商了，中微创始人说交付刻蚀机后大约5年就能看到5nm芯片量产上市了

光刻机还不如电磁放出来的电磁力线把磁力调整成圆的，用催化剂制成的激光读取刻录磁力圆球体，把电磁圆球体分成360度，在分成分，在分成秒，把度分秒虚拟成多少个平面，录制上去那该多好呀！说白了也就是地球空气中磁力线通过磁斥力压在万米高空以下录制地球中的事物，通过星星呀太阳呀月亮呀！读取图像和声音，也就是地球原理的一部分，嘻嘻嘻！！坳球还有別的原理我就不知道了。地核里有计算机！空气中有计算机！与光有关系！现在各国家研制的大型计算机有天线，都可以收录得到的，希望您理解我！嘻嘻嘻！！

达到生产销售级别的是90纳米光刻机，不过有一台9纳米的在试验样机阶段，（来源于新闻上的信息）。国际市场销售占有率荷兰在45纳米往上是占百分之八十的市场份额，7纳米的只有它一家。该技术囊括了德国，日本，美国瑞士等多个国家提供的最前沿技术支持。荷兰在该产品中重点负责组装。各负其责，所以该产品叫——万国牌。

中国光刻机现在已经达到65纳米，即将成功28纳米。中芯国际曾宣布使用DUV光刻机用自研的N+1技术已经实现“7纳米”芯片制造。表明中芯国际可以制造了，但采用的是韩日芯片标准的7纳米芯片，相当干当下20纳米工艺。是芯片制造能力，而不是光刻机的制造能力。

光刻机是芯片制造的关键设备，如象美俄也不能完全部自己搞定。就是荷兰的ASML公司也是集世界多国众多顶尖技术和自己技术才形成垄断，我国的光刻机研制技术在近年来取得很多突破，但距离阿斯麦的高端光刻机是有很大差距，所以是还有很长的路要走。

光刻机的作用，是用光作为工具，把需要的图形刻画在晶圆上，是芯片制造中最基础，最为关键的一环。看原理简单，在实际研制中是非常极度的复杂。有光刻机是半导体制造业皇冠上明珠的说法。其包含了系统集成、精密光学、精密运动、高级化学等多个领域的先进技术。常说的多少纳米就是光刻机雕刻的精度，相当于一根头发的万分之一。要达到这样的雕刻精度，在雕刻过程中晶圆就要被快速移动，还不能产生任何误差，经过约300多道的工序。为了达到这样的精度，目前最先进的一台光刻机就有超十万个精密零件。它就是荷兰ASML的EVU光刻机，精度已经达到5纳米，含有很多的美国技术，就受到美国打压与限制。给钱也不卖给你。

高端光刻机中国不能自己研制，又被美国卡脖子，从而制约着我国芯片工业的发展。没有高端的EUV光刻机，国内当前成熟工艺是65纳米，据媒体消息说中芯国际今年底将实现28纳米工艺量产，正在攻克14纳米工艺。

正是如此，光刻机也是我国中科院的02号攻关项目，相信不久的将来，在光刻机技术上就能实现跨越式的突破。中国目前最大的光刻机生产商是上海中微电子，其做到的最成熟的加工制程是65纳米。相当于十多年前的主流家用电脑处理器芯片的水平。而在当下我们主流的芯片生产技术已经达到了14纳米到5纳米的级别。虽然这65纳米制程的光刻机成熟制造工艺，是我国芯片行业的一个里程碑了。这65纳米的制程足够保证我国基本的GF与工业，即便是国外要对我国的芯片行业加以限制，在这些方面的影响也不会很大。