光刻機(jī)是芯片制造必不可少的設(shè)備，有了光刻機(jī)才能順利生產(chǎn)芯片。目前世界上..的光刻機(jī)為EUV光刻機(jī)。為什么說光刻機(jī)很難制作，你真的知道其中原因嗎？

光刻機(jī)是芯片制造中必不可少的精 密設(shè)備。其難度甚至超過航空發(fā)動機(jī)。

首先是在技術(shù)上的難度：

光刻機(jī)可以說每個(gè)部件都是科技含量很高，步步困難重重。

瓶頸主要集中在透鏡、掩膜版、光源、能量控制器等。

下面簡單單介紹光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理：

光刻機(jī)的光源有：激光，紫外光、深紫外光、極紫外光。現(xiàn)在先進(jìn)技術(shù)是極紫外光。

在制造芯片時(shí)，首先在晶圓（硅晶片）表面涂光感膠，再用光線透過掩模版（相當(dāng)于芯片電路圖紙的底片）照射硅片表面，被光線照射到的光感膠會發(fā)生反應(yīng)。此后用特定溶劑洗去被照射或者未被照射的膠，電路圖就印到硅片上。

此過程相當(dāng)于木匠施工用墨斗放樣、劃線。

硅片上有了電路圖的圖樣后，就輪到刻蝕機(jī)登場，刻蝕機(jī)相當(dāng)于木匠的鋸子、斧頭、鑿子、刨子。刻蝕機(jī)按圖施工，在硅片表面雕刻出晶體管和電路。

芯片主要是精度要求高。納米精度是什么概念呢？是我們?nèi)庋蹮o法分辨的，大概相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的5000分之一納米細(xì)小。

光刻機(jī)幾個(gè)關(guān)鍵部件：

光源：必 須穩(wěn)定、高質(zhì)量地提供指定波長的光束。

能量控制器：就是電源。電源要穩(wěn)定、功率要足夠大，否則光源發(fā)生器沒辦法穩(wěn)定工作。大、穩(wěn)、同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性能。耗電太高，客戶就用不起。

掩膜版：通俗點(diǎn)理解，相當(dāng)于過去用膠片沖洗照片時(shí)的底片。底片如果精度不夠，是洗不出來高精度照片的。光刻機(jī)施工前，要根據(jù)設(shè)計(jì)好的芯片電路圖制作掩膜板。掩膜板材質(zhì)是石英玻璃，玻璃上有金屬鉻和感光膠。通過激光在金屬鉻上繪制電路圖。精度要求非常高。

透鏡：用透鏡的光學(xué)原理，將掩膜版上的電路圖按比例縮小，再用光源映射的硅片上。光在多次投射中會產(chǎn)生光學(xué)誤差。要控制這個(gè)誤差。精度要求很高。

就是測量臺移動的控制器，也是納米級精度，要求超 高。

荷蘭的ASML公司壟斷了高 端光刻機(jī)。但其透鏡來自德國的蔡司，自己也做不了。光源是美國的Cymer。所以說它也不是完全技術(shù)獨(dú)立。主要是技術(shù)難度太大。

其次是資金上的困難：

光刻機(jī)由于技術(shù)難度大，研發(fā)資金投入巨大，以至于佳能和索尼都虧損嚴(yán)重，已經(jīng)停止研發(fā)，退出未來技術(shù)的競爭。

荷蘭的ASML，為了籌集資金，同時(shí)也是進(jìn)行上下游利益捆綁，研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，邀請英特爾、三星和臺積電出資，做自己的大股東。ASML實(shí)際上是美、日、韓、德等共同投資的項(xiàng)目，資金充裕。

中國也在此方面有長期投入，但投入水平和不能和多國合作同日而語。中國有相對寬裕的研發(fā)資金，也才是近7、8年的事情，而光刻機(jī)的研發(fā)，10年都顯然不夠。

我們能不能也參與到荷蘭的ASML的研發(fā)中呢？是不行的。因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家之間，由美國牽頭，搞了個(gè)《瓦森納協(xié)定》，專門對中國進(jìn)行技術(shù)禁運(yùn)，技術(shù)封鎖的。我們也買不到荷蘭的ASML新的光刻機(jī)，更別說參股和技術(shù)合作了。

目前我們還在追趕，量產(chǎn)的是上海微電子的90納米的，離ASML的10 納米的差距很大。下一步，隨著長春光機(jī)所的極紫外光技術(shù)的突破，有望沖擊22-32納米的技術(shù)。那時(shí)荷蘭可能進(jìn)入7納米時(shí)代。雖然和7納米還有很大差距，但如果能實(shí)現(xiàn)，進(jìn)步也是驚人的。

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