光刻機制造難度有多大？

2002年SMEE成立，是中國政府為了填補光刻機空白而立項。上海微電子裝備公司總經理賀榮明去德國考察時，有工程師告訴他：“給你們全套圖紙，也做不出來。”賀榮明幾年后理解了這句話。

光刻機，被稱為現(xiàn)代光學工業(yè)之花，其制造難度之大，全世界只有少數幾家公司能夠制造。其售價高達7000萬美金。用于生產芯片的光刻機是中國在半導體設備制造上最大的短板，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。

在能夠制造機器的這幾家公司中，尤其以荷蘭（ASML）技術最為先進。價格也最為高昂。光刻機的技術門檻極高，堪稱人類智慧集大成的產物。

“十二五”科技成就展覽上，上海微電子裝備公司（SMEE）生產的中國最好的光刻機，與中國的大飛機、登月車并列。它的加工精度是90納米，相當于2004年上市的奔騰四CPU的水準。國外已經做到了十幾納米。

光刻機制造難度有多大？

光刻機跟照相機差不多，它的底片，是涂滿光敏膠的硅片。電路圖案經光刻機，縮微投射到底片，蝕刻掉一部分膠，露出硅面做化學處理。制造芯片，要重復幾十遍這個過程。

位于光刻機中心的鏡頭，由20多塊鍋底大的鏡片串聯(lián)組成。鏡片得高純度透光材料+高質量拋光。SMEE光刻機使用的鏡片，得數萬美元一塊。

ASML的鏡片是蔡司技術打底。鏡片材質做到均勻，需幾十年到上百年技術積淀。

“同樣一個鏡片，不同工人去磨，光潔度相差十倍?！盨MEE總經理賀榮明說，他在德國看到，拋光鏡片的工人，祖孫三代在同一家公司的同一個職位。

另外，光刻機需要體積小，但功率高而穩(wěn)定的光源。ASML的頂尖光刻機，使用波長短的極紫外光，光學系統(tǒng)極復雜。有頂級的鏡頭和光源，沒極致的機械精度，也是白搭。光刻機里有兩個同步運動的工件臺，一個載底片，一個載膠片。兩者需始終同步，誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動，加速度跟導彈發(fā)射差不多。賀榮明說：“相當于兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭并進。一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，不能刻壞了?！倍遥瑴貪穸群涂諝鈮毫ψ兓瘯绊憣??！皺C器內部溫度的變化要控制在千分之五度，得有合適的冷卻方法，精準的測溫傳感器。”賀榮明說。SMEE最好的光刻機，包含13個分系統(tǒng)，3萬個機械件，200多個傳感器，每一個都要穩(wěn)定。像歐洲冠軍杯決賽，任何一個人發(fā)揮失常就要輸球。

據cnBeta、環(huán)球網、快科技等多家媒體證實，近日長江存儲從荷蘭阿斯麥（ASML）公司訂購的一臺光刻機已抵達武漢。這臺光刻機價值高達7200萬美元，約合人民幣4.6億元。

另據日經亞洲評論（Nikkei Asian Review）上周報道，中芯國際也向阿斯麥下單了一臺價值高達1.2億美元的EUV（極紫外線）光刻機。這臺機器預計將于2019年初交貨。

雖然是買別人的東西，但是這兩條信息還是足夠令國人興奮，畢竟這種機器咱們造不出來，人家不賣給咱們，自己的芯片制造就搞不定。

上面這個就是ASML光刻機的截面圖，這臺機器價值不菲。事實上中國的芯片制造商們要想量產7nm及其以下的工藝的芯片，就必須引入EUV光刻機。

目前全球只有一家企業(yè)在光刻機市場上占據了80%的份額，就是處于荷蘭的ASML，旗下所研發(fā)的EUV光刻機曾售價高達1億美元一臺，而且還不一定有貨。皆因每臺光刻機的裝配大約需要50000個零件左右，預計ASML2018年面向全球的產量僅為12臺，也就是1個月只能有1臺出售給半導體廠商。國際上著名的芯片制造商如Intel、臺積電、三星都是它名下的股東。