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**上..的光刻機(jī)為EUV光刻機(jī)。為什么說(shuō)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(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

首先是在技術(shù)上的難度：

光刻機(jī)可以說(shuō)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(jiǎn)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**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(guò)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(huì)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(guò)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(chǎng)，刻蝕機(jī)相當(dāng)于木匠的鋸子、斧頭、鑿子、刨子?？涛g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(wú)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(zhǎng)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(méi)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(guò)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(lái)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(guò)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(huì)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(cè)量臺(tái)移動(dòng)的控制器，也是納米級(jí)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(lái)自德國(guó)的蔡司，自己也做不了。光源是美國(guó)的Cymer。所以說(shuō)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(lái)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。

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(qǐng)英特爾、三星和臺(tái)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(guó)也在此方面有長(zhǎng)期投入，但投入水平和不能和多國(guó)合作同日而語(yǔ)。中國(guó)有相對(duì)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)**之間，由美國(guó)牽頭，搞了個(gè)《瓦森納協(xié)定》，專(zhuān)門(mén)對(duì)中國(guó)進(jìn)行技術(shù)禁運(yùn)，技術(shù)封鎖的。我們也買(mǎi)不到荷蘭的ASML新的光刻機(jī)，更別說(shuō)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(zhǎng)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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