需要指出的是，刻蚀机中国已达世界先进水平，进入国际市场，但光刻机目前显示连28nm还未有成品，距离3nm丶丨nm还很远。即使刻蚀机，其所用的蚀剂四氟化氯中国还不能滿足自身需求，且质量尚未稳定量产。整个芯片业远未形成高精度完整生产链，前路很长，道阻且险，任重道远！努力吧！

光刻机和蚀刻机的区别很大，光刻机就好比电影里面的男一号，蚀刻机就好比配角，差距还是很明显的，当然光刻机在芯片制造领域的重要性远超蚀刻机，难度也是蚀刻机远远无法比拟的，光刻机的作用是在处理好的硅片上面印上线路，蚀刻机的作用是把印在硅片上面光刻机画好的线进行刻画出来，也就是说把硅片上面除了光刻机印好的线路外的其他东西去除掉留下线路。

芯片的精密度要求非常的高，都是以纳米级别的要求，世界上最先进的就是荷兰生产的万国牌光刻机，这个光刻机集合了世界上发达国家的最先进零配件，其中最重要的光源和镜片都是德国公司提供的，整个光刻机超过5万个零配件，荷兰自己提供的不到5%，剩下的都是从各国进口购买过来经过特殊的组装而成的，组装这个东西也是非常要技术的。

日本最先进的光刻机只能做到14纳米级别，也没有办法突破7纳米，荷兰的这家公司量产7纳米级别的光刻机，已经成功研制出5纳米级别的光刻机，在光刻机领域现在的日本已经放弃了单独继续研发下去的心思，这也足以说明了光刻机的难度有多高，日本这样的工业强国都干不下去，大家都知道日本的精密机床和摄像头镜片这些都非常的出名，但是日本也在这上面吃瘪。

我们最先进的光刻机是今年刚刚研发出来的22纳米级别的光刻机，但是离7纳米级别的距离还很远，中间还要有一个14纳米级别的砍要等着突破，这的确是一个非常巨大的挑战，想要短时间突破非常的困难，而且对方已经在5纳米级别的门口，短时间内我们肯定没办法赶上，只能一步一个脚印慢慢的摸索突破。

毕竟我们是自己在搞，对方是一大群人合伙在分工搞，所以有差别是正常的也是可以接受和理解的，一个国家单挑一群国家，这种气魄已经足够让对方着急和担忧，如果那么容易让我们超越突破了，那那一群国家不就是太废了吗，所以光刻机难研发突破是正常的，不然他们也不会一大堆国家一群合伙在搞了。

我们的工业体系非常的齐全，可以说是全世界工业体系最齐全的国家，我们并不是缺少某一个工业技术产业，我们缺少的是这些工业技术上面的尖端产业，也就是说我们总体可以，体量足够，但是在精这方面存在缺陷，如果能慢慢的把体量里面一些产业提高到质的变化，那我们离尖端科技的不远了。

光刻机的难度在于光源和稳定性以及镜头的镜片和工作台，在光源上面我们已经和最尖端的相差无几，我们只是在镜头的镜片上面和移动工作台上还差一点，就是这样一点点的差别就对纳米级别精度来说就非常明显了，用德国研制生产光刻机镜片公司的科技人员的话来说，镜片的要求是放大到200平方公里，整体的平面误差不得超过10厘米，这样的平面精度要求难度可想而知，难怪连日本的索尼和佳能都放弃了。

我们的光刻机只能算三流水平，第一流的是荷兰公司的7纳米级别和5纳米级别，这是独孤求败的级别，第二流是日本的14纳米级别的光刻机，属于次一品的级别，属于第二档次，第三就是我们的22纳米级别，当然跟最好的比还有很大差距，但是能够独立研制出这样的光刻机在世界上已经没有几个国家能够单独做到，这一点就值得我们骄傲，但是差距的确存在，想要突破其实并不容易，可以说困难重重。

蚀刻机技术相对来说就简单上不少，世界上有能力生产出5纳米级别的蚀刻机的国家有好几个，日本就可以，欧洲和美国以及我们自己都有5纳米级别的蚀刻机，而光刻机只有一家，这就是难度的差别，蚀刻机的技术门槛要远远低于光刻机，这才形成了光刻机一家独大，蚀刻机群雄争霸的局面，正视差距埋头苦干才是王道，光吹牛是没用的。

刻蚀机达到了世界先进水平，光刻机还没有，而且与世界先进水平至少还有十几二十年的差距。

中国现在很多芯片虽说已经能够设计和研发，但是没有办法加工出来，因为没有高端光刻机，一般都是找台湾或三星代工。

世界最先进的光刻机技术在荷兰asml公司手上，并且多年来几乎一直垄断了高端光刻机市场，美国，日本，韩国和我国台湾省的高端光刻机都是从这家公司买的。但这个公司之前一直由于某些国家或者国家联盟的施压对中国实施技术封锁还有禁运，有钱都不卖给你。

中国只能靠自己研发，光刻机的研发难度对于之前一直空白的中国来说非常大，没有可借鉴的东西，只能从头开始一步一步来。而光刻机的更新换代的速度非常快，从手机的更新换代就能看出来，有时候中国研发出一代的时候，世界最先进水平也更新了一代。这样的话，中国在进步的同时，世界最先进水平也在进步，差距就难以缩小。

不过近几年情况有了一些改观，随着中国的研发进度不断加快，asml公司对中国的技术封锁不再如过去那么严格。因为中国市场对他们来说还是非常有吸引力的，一旦中国研发进度赶上来的话，他们的光刻机在中国就卖不出去，赚不到钱了，趁着还有技术优势可以先高价卖给中国人，敲一笔钱。去年还是前年就有媒体报道过，中芯国际花了超过一亿美金从asml公司手中买了一台当时最先进的光刻机，那些钱是当时中芯国际一整年的全部利润。

而且对中国放开技术管制，也可以让咱们对他们形成技术依赖，国内还是有不少人买办思想泛滥，认为“造不如买，买不如租，”。这种想法可以有，但不能成为主流，靠谁都不如靠自己。中国人吃过一次这样的亏就不会再上当了，买的同时必须同时进行研发，两头并进，这样一旦技术封锁也不会有太大影响。目前来说光刻机还任重道远，慢慢加油吧，总会赶上来的。

这是我之前写的文章，希望可以帮到你。

2018年11月29日，一则名为“宽刀雕细活 我国造出新式光刻机”的消息刷爆网络，援引自新闻中的消息，我们可以看到，由我国中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨率装备研制”通过验收。很多人振奋的原因在于这是我国自行研制的世界首台利用紫外光源实现22nm分辨率的光刻机，这意味着我国在微电子技术领域再次迈出了坚实的一步，缩小了与全球在该领域的差距。在祝贺伟大祖国的同时，我们总结了一下目前关于这方面的学术研究，为大家浅析该技术让所有国人为之震动，举国欢庆的原因。

何为光刻机？

说道光刻机，就不得不说与我们生活息息相关的半导体芯片，在日常生活中，小到我们每天都要接触的手机、笔记本，大到导弹卫星、航天科技等高科技产品，其内都包含有大量的半导体芯片。不客气的说半导体芯片已经渗透到我们生活的各个领域，而半导体技术的发展也将极大程度上促进当今科学技术的进步与发展。但产品的特性决定了半导体技术必须向高度集成的方向发展，集大成者——光刻机应运而生。

光刻机通又叫做掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等，整个光刻过程我们可以理解为在硅片表面匀胶，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。通俗理解光刻机就是极大规模机集成电路的制造设备，其结合了光学、控制、材料、机械、测量等多领域的高精尖科技成果。光刻机的发展水平对于整个半导体芯片的集成电路以及最终性能有着决定性的作用，不夸张的说谁掌握了最高端的光刻机技术，也就掌握了当代半导体制造业的领导地位。由此可见，光刻机作为其中含金量最高的部分组建，在国际上的地位之重以及制造难度之大。

但先进的光刻机技术一直以来都掌握在极少数发达国家手中，且更新换代的速度非常快，几乎每两年就会有一批新的光刻机出现。这对于发展中国家研究光刻机技术而言无疑的灾难性的，由于技术封锁加上科技落后，就算致力于发展光刻机技术，往往花费数年研制出光刻机却已经比国外的光刻技术晚了两到三代的水平。这就会造成一个国家的整体科技领域发展要受制于人，困难重重。除了花费高昂的价格购入先进的半导体装备外别无它路。在我国，半导体芯片的需求量巨大，此次成功研制出超分辨率光刻机对于国内的半导体制造业而言意义重大，相信在未来必然会改变这种被动的局面。

“弯道超车” 原理性的胜利

从新闻中截取出的消息我们可以看到，此次中科院光电技术研究所研制的光刻机是在365nm波长的DUV光源下，单次曝光最高线宽分辨率达到22nm，相当于1/17波长。对于很多略懂科技的人员来说，我们都知道22nm的光刻技术其实在几年前就被使用，如果单拿22nm来说此次光电技术研究所的成就并不足够震撼，但如果与全球领先的荷兰ASML的尖端集成电路光刻机对比我们会发展，ASML使用的是采用EUV光刻机的13.5nm光源，加工极限为7nm，而我国的光刻机采用的是DUV下的365nm光源，加工出了22nm的分辨率，这意味这我国研制的光刻机打破了传统的衍射极限，采用一种新的原理理念验证了表面等离子光刻加工的可行性。接下来为大家粗略解释一下这两种原理的光刻技术。

ASML光刻机光刻原理

上图红框区域为ASML光刻机最主要的光刻过程，至于后续步骤中的检测设备、物镜反射等原理涉及到重复而又复杂的折射等光学原理，我们暂且不论。传统光刻机的工作原理大致可以理解为在硅片表面涂上一层抗深紫外光损伤的增光型保护涂层，之后利用模板去除保护涂层表面需要光刻的区域，这就像在硅片表面形成类似图纸一样的结构图。之后利用带有腐蚀剂的液体对硅片表面进行侵蚀，仍涂有保护层的区域并不会受到腐蚀剂的侵蚀，而失去保护膜的部分被腐蚀后则形成电路。最后去除掉硅片表面的所有杂质，一款硅片即光刻完成。

而我们看到的物镜等系统作用就在于利用复杂的光学原理将模板进行“无限小”的缩像成印，而EUV光刻机利用13.5nm的光源光刻出7nm的芯片就在于此，但受限于衍射效应是有极限的，最终成像的分辨率等取决于波长、数值等因素，这也是目前EUV光刻机重点攻克的难点。同时，采用EUV光源的光刻机成本非常高，为攻克上述难点需要的成本同样高昂。

国产超分辨率光刻机光刻原理

国产超分辨率光刻机采用的则是一种名为表面等离子光刻加工工艺，利用的是一种沿金属表面传播的波，大致可以理解为当入射的光子照射在金属表面的时候。由于光子和金属表面的自由电子之间会相互作用，金属表面的自由电子受到入射光子后会激发出一种震荡状态，这种震荡状态的波将就叫做表面等离子体波，这种波会随着离开物质表面距离的增大迅速衰减。换为普通人理解即一道光打在金属表面会有类似球体落在地上的回弹反应，国产光刻的原理即为利用这道回弹衰减的波进行光刻，在原理上这就不在受到传统衍射极限的限制。

光电研究所走的高分辨、大面积的技术路线采用365nmDUV紫外光的光刻机只需要几万元一只的汞灯即可，这也就意味着整机的成本价在百万元-千万元之间，成本不会太高，而性能则在DUV和EUV之间，这样的效益对于需求量大的半导体芯片制造业来说意义重大。此次中国中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨率装备研制”没有沿用目前世界主流（例如ASML光刻机）的光刻技术，而是采用新的光刻原理，虽然现阶段该技术还无法应用于我们关心的高端芯片制造行业，但在该原理下，为我国赶超国际领先的光刻技术提供了极大的可能性，称其为在光刻技术这条道路上加速弯道超车一点都不为过。

双向研究光刻技术 助力国产光刻机发展

对于很多国人而言，光刻机最近的印象应该就是2018年4月中国向荷兰订购了世界上最先进的一套极紫外光刻（EUV）设备，这是目前最昂贵和最先进的芯片生产工具，单价达到1.2亿美元，目前已经交付给中国企业。在当初一度引发轰动，很多人认为多年来发展“中国芯”最大的技术难关得到的解决。 其实这主要源于我们在上世纪就已经开始发展光刻技术，虽然技术与顶尖技术总是相差几代，但差距并不大，在加上日前电子科技产品发展速度迅捷，技术壁垒下阻止国内光刻技术的发展远远达不到数十年之久，所以禁售在时间的推移下也就不攻自破。

通过我们上述的技术解析，其实我们已经对此次国内研制的超高分辨率光刻机的成功验收有了一次初步的认识，不难看出，我国并没有因为国外先进光刻机的购入而将自主研发停滞不前，而是齐头并进，选择双向发展的道路。既购入国外采用先进光科技术的光刻机作为芯片研发的保证，也在不断深耕属于我们自己的全新的技术原理，打造属于国人自己的国产光刻机。两种截然不同的技术原理恰恰说明了这一点，虽然我们再很多领域都仍处于落后西方的状态下，但没有任何一个人说过放弃，一直都始终坚持着相关领域的摸索和发展，相信在不久的未来，我们不仅能够打造出属于我们自己的顶尖高科技芯片，而且能够将中国制造的光刻机作为国际领先标准远销海外。

这原因归根结底还是出现在技术两个字上。

光刻机和刻蚀机决定了半导体工艺的关键，也确实是研发芯片最重要的一环，我国虽有先进的刻蚀机，并且也让光刻机在近两年取得了显著的成效。但我不得不说离题目中的“达到世界先进水平”还差着些许距离。

目前国内的光刻机重要应用于90mm及以上的工艺，要知道，芯片做得越小，集成电路越多，性能越强大才能代表世界先进水平。而要想生产出更高端的芯片，确实还要仰仗荷兰AMSL、日本佳能、尼康这些国外厂商的光刻机。

毕竟中国芯片之前一直受制于其他国家的封锁和制约，起步较晚，甚至在更久前我过的芯片领域几乎处在一个空白的状态。而中国芯片在如此劣势的情况下还能在短短几年内迎头赶上，打破长久以来的技术封锁已经太不容易了，第一步已经迈出，从美国对华为的打压事件就可以看出，他们着急了，他们也知道中国一旦有了自己的先进芯片就会对他们构成强有力的威胁，换个角度看，这也代表了中国芯片未来可期。

现在不仅华为，阿里巴巴、格力等很多公司都加入到了芯片领域，相信有这些科技巨头的投入一定会加快中国芯走出中国走向世界的步伐，毕竟芯片的研发光有头脑和热血是不够的，还要投入大量的人力、财力、物力，当然也包括时间。

我们都相信一定有一天中国会的芯片技术会达到世界先进水平，只不过需要一些时间，心急可吃不了热豆腐。

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