中国和美国90年月同时预研5nmEUV光刻机，为什么此刻还没造出来？_头条

芯片制造过程共分为七大生产区域，分别是扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、抛光、金属化

光刻就是把芯片制作所需要的线路与功能区做出来。类似投影仪，不过光刻投的不是照片，而是电路图和其他电子元，而光线是雕刻刀。那雕刻刀越细，就能刻出越小的东西来。

所以根据光源的变化，光刻机共分为了5代，分别是最早的436纳米光刻机，然而第二代是365纳米波长，第三代是248纳米，第四代是193纳米波长，第五代是13.5纳米波长的EUV光刻机。

需要说明的是，光源改进了，但是要提高效率和良率，其他设备也是要升级的，最典型的就是第四代光刻机，一开始第四代光刻机只能达到65纳米制程，这个时候通过在晶圆光刻胶上方加 1mm 厚的水。水可以把 193nm 的光折射成 134nm，这也就是第四代光刻机Plus版本，第四代浸没式光刻机。

但是这样的工艺制程水平还是只能达到22纳米，ASML就又提出了双工作台、多重曝光技术使得最后工艺制程达到了7纳米。

其中双工作台已经发展成为光刻机曝光系统之外另一核心技术，在2000年前，光刻设备只有一个工件台，晶圆片的对准与蚀刻流程都在上面完成。直到2001年，ASML推出了Twinscan双工件台系统，使得光刻机能在一个工件台进行曝光晶圆片，同时在另外一个工作台进行预对准工作，并在第一时间得到结果反馈，生产效率提高大约35%，精度提高10%以上。

不过即使运用到了如此多的新技术，第四代光刻机也已经到达极限了，这个时候我们第五代EUV光刻机就闪亮登场了，其实中国和美国是同时预研EUV技术的。当时长春光机所和英特尔在90年代都盯上了EUV技术。

英特尔说服了美国政府，由英特尔和美国能源部牵头，集合了当时还如日中天的摩托罗拉以及 AMD，还有美国三大国家实验室，集合几百位顶级科学家成立了 EUV LLC组织。

2017年，英特尔攻克了EUV技术障碍，从而让ASML成功制造出EUV光刻机。一台 EUV 光刻机重达 180 吨，超过 10 万个零件，需要 40 个集装箱运输，安装调试都要超过一年时间。在这个过程中，ASML可以轻松获取到最顶级的零件，有德国的光学设备和超精密机械、美国的计量设备和光源设备等。

但中国就很惨了，要钱没钱，要人没人，要技术积累也没技术积累，就好像打游戏一样，一位是氪金玩家，一位是残血英雄。

长春光机所在国家的支持下，2017年才在“极紫外光刻关键技术研究”中取得了突破，建立了较为完善的曝光光学系统关键技术研发平台。

即使长春光机所形成一个完整的制造方案，中国光刻机巨头上海微电子即使有量产的能力，但是许多最顶级的零件我们依然无法获取，这大大制约了我们的进程，我们需要自研自造。

我们不是和一个企业在PK，我们是和一个发达国家联盟在角力，所以我们必须要集全国之力才能完成这样艰巨的任务。

目前上海微电子已经具备了量产第四代光刻机的能力，而且最核心的零件双工作台中国也已经成功量产，围绕双工件台系统的研发，中国华卓精科项目组“完成专利申请231项（其中国际发明专利41项），已获得授权122项；培养了一支近200人的研发团队，建立了高水平研发平台，2016年，其生产的光刻机双工件台，打破了ASML公司在光刻机工件台上的技术上的垄断，成为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。

华卓精科双工作台套刻精度优于1.7纳米。通过多次曝光具有生产7nm制程的潜力。

既然第四代曙光在前，那么国家提出要在2030年制造出第五代EUV光刻机，

很多人会说这会不会太晚了。其实并不晚，随着摩尔定律逼近极限，工艺制程的突破越来越难，ASML的第二代EUV系统预期2024年问世，2030年实现1.5nm光刻。

这对于中国而言是一个非常好的机会，我们如果真的能够在2030年制造出EUV光刻机，那么中国将会和ASML只有一代的差距。

有没有什么办法实现弯道超车呢？有，我们要知道，目前全球的芯片产业都是围绕硅来展开的，这是芯片的原材料。

随着半导体产业对芯片的探索开始逼近1nm，硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低的缺陷也开始慢慢显现，而且硅在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制，在高频下工作性能较差，不适用于高压应用场景等等，光学性能也得不到突破。

所以硅时代目前已经日薄西山，如果中国可以终结硅时代，开创新的芯片时代，那么整个产业都将重新洗牌。这个时候大家都在同一个起跑点，中国如果把握住机会，就可以实现弯道超车。

中国提出用碳基半导体材料取代硅，北大张志勇-彭练矛课题组批量制备了场效应晶体管和环形振荡器电路，100纳米栅长的碳基晶体管跨导和饱和电流分别达到0.9mS/μm和1.3mA/μm，室温下亚阈值摆幅为90mV/dec；批量制备出了五阶环形振荡器电路，成品率超过了50%，最高振荡频率达到8.06GHz，远超已发表的基于纳米材料的电路，且首次超越相似尺寸的硅基CMOS器件和电路。