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1. 关于光刻机，中国需要做哪些方面的突破？

关于光刻机，中国需要做哪些方面的突破？

我是喜马丑牛，我来试着回答。

光刻机是集成电路制造的关键核心设备，制造和维护需要高度的光学和电子以及机械工业基础，世界上只有少数几个国家可以掌握。

这个领域的顶尖玩家数量很少，包括荷兰ASML，日本NIKON和CANON等，几乎上把控了整个高端的光刻机市场。

光刻机制造的难点在于:

1.光学器件。极高精度和极高稳定度的光学器件是光刻机的核心部件，世界上只有少数几家如蔡司等有能力制造，这些企业有相关专利的保护。

2.电子系统以及各种高精度传感控制系统。这一领域是工业的眼睛和神经，不仅是光刻机，几乎整个工业领域都被西方品牌控制，高精尖的传感控制系统很难在短期内有大的突破。

3.精密制造。材料以及加工工艺的精度，基础工业原件如轴承等的稳定性和精度等都将决定光刻机整体的精度和稳定性。

以上领域的突破不是一天两天的事，也不是空喊口号就可以解决的，需要全社会沉静下来，踏踏实实发展基础科学和工业才有可能在将来的某一天制造出属于我们自己的高精度光刻机。同时，相关专利也会是我们发展高端光刻机的制约，这一块也需要相关学科做系统的研发和准备。

目前第五代光刻机只有ASML公司研发出来了，合计花费11年时间，其他竞争对手目前还未成功。

第五代光刻机是***用波长更短的（13.5nm）EUV作为光源，由于波长短，便于提高芯片的集成度。由于EUV经过光学透镜或空气会被严重衰减，因此既不能***用光学透镜也不能穿过空气。再加上高精度、高速度、高稳定性的套印定位系统（关乎生产率），第五代光刻机的技术含量还是蛮高的。

难点：

1，极紫外线（EUV）发生；

2，反射镜的设计与制作；

3，机器在真空条件下工作；

4，纳米级重复定位精度；

5，高速机械伺服系统；

6，全自动化生产能力（综合）；

7，稳定、可靠、高生产率和合格率。

由于光源改变了，整个光刻机等于推倒重来，处处都是攻关，都是用原创专利、原创的设计、工艺和装备堆砌而成。全世界大大小小几千家供应商参与攻关。

以反射镜为例，目前只有蔡司可以生产合乎要求的产品。

再比如说晶圆的重复定位精度，别说要高速度定位，即使就是低速条件下，这么高的重复定位精度也不容易达到。

再说在真空条件下工作，润滑油也不能使用，那么多机械运动环节，由真空带来的问题个个都要攻关。

第五代光刻机原则上敞开供应给全世界，这样其竞争对手没有理由继续研发。其实重新研发也不划算，不仅是天价的费用，关键是时间。第五代光刻机诞生于2011年，已经过去九年了，等到若干年你研发出来了怕是又落后了，因为ASML的光刻机可能又升级了，***用更短波长的光源。

研发第五代光刻机难度较大，况且有很多专利壁垒难以逾越，如果违反了又不成功，ASML又因违约而拒售，中断现有光刻机的售后和配件，甚至程序上锁死系统，那麻烦就大了。

目前很多人都知道光刻机在芯片制造过种非常重要，甚至如果从工艺来看，光刻过程占所有制造过程的40%左右的工时，所以特别特别重要。

但目前ASML的光刻机能生产5nm的芯片，我们仅能生产90nm工艺的光刻机，那么这中间的难度究竟在哪里？

一、光刻机的核心技术是什么？

为了好好的回答这个问题，我们可能需要从光刻机的原理和工作过程说起。

简单的来讲，光刻机的原理其实就是放大的单反，光刻机就是将光罩上的设计好的集成电路图形通过光线投到涂了光刻胶的硅晶圆上，这样硅晶圆上就会有电路图了，其中最核心的就是光源、镜头。

但上前面也说了，光刻机的作用是用光在硅晶圆上刻画出电路线，而由于芯片是非常精密的东西，芯片工艺甚至用nm来度量，再加上芯片要刻的不只是一层电路，有些甚至几十层电路。

所以如何保证刻得准，另外多次刻时没有偏差，这里有两个指标，就是分辨率和套刻精分辨率是指光刻机应用于的工艺节点水平。而套刻精度就是多次刻录时彼此图形的对准精度，如果对准的偏差过大，就会直接影响产品的良率。

二、差距在哪里？

好了，看到这里基本大家就明白了，在有光源、镜头的情况下，怎么将光刻机的分辨率提升上去，将套刻精度提升上去，光刻机就是一台好的光刻机。

其中光源、镜头ASML也不生产，是***购的，尤其镜头主要是日本厂商提供的。但分辨率、套刻精度，则是ASML要搞定的。

这就涉及到组装水平了，同时需要和芯片制造工艺不断的磨感，生产出对方需要的，满足对方需求的光刻机，而不是封门造车。

据网上的说法，ASML曾说公开图纸，别人也造不出高端光刻机，就是因为别人用同样的元件，也达不到它的分辨率精度和套刻精度，这就是最基本的差距，国内经验不足，人才少，就算给同样的元件，也搞不定光刻机。