光刻機技術究竟有多難？中國耗費17年努力，才造出90nm光刻機

光刻機是晶片製造最為重要的設備之一。

目前，ASML壟斷了全世界的高端光刻機。

中國一直以來都想掌握光刻機技術，但是上海微電子經過17年的努力，才造出90nm的光刻機，這已經十分不容易了，這可是0的突破。

那麼為什麼光刻機這麼難造呢？

首先，光刻機分為光刻機分為前道光刻機、後道光刻機等。

前道光刻機就是大家熟知的ASML的光刻機，用於晶片製造。

後道光刻機主要用於晶片封裝，上微目前在後道光刻機上已經達到了全球主流技術水準，而前道光刻機，也就是大家所熟悉的ASML光刻機，這才是難度最高的光刻機。

2002年，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。

」

賀榮明幾年後理解了這句話。

光刻機，被稱為現代光學工業之花，其製造難度之大，堪稱人類智慧集大成的產物。

光刻機跟照相機差不多，它的底片，是塗滿光敏膠的矽片。

電路圖案經光刻機，縮微投射到底片，蝕刻掉一部分膠，露出矽面做化學處理。

製造晶片，要重複幾十遍這個過程。

位於光刻機中心的鏡頭，由20多塊鍋底大的鏡片串聯組成。

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澱。

「同樣一個鏡片，不同工人去磨，光潔度相差十倍。

」SMEE總經理賀榮明說，賀榮明在德國看到，拋光鏡片的工人，祖孫三代在同一家公司的同一個職位。

除此之外，光刻機需要體積小，但功率高而穩定的光源。

ASML的頂尖光刻機，使用波長短的極紫外光，光學系統極複雜。

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台，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。

兩個工作檯由靜到動，加速度跟飛彈發射差不多。

SMEE最好的光刻機，包含13個分系統，3萬個機械件，200多個傳感器，每一個都要穩定。

這些上微都很難達到。

除此之外，英特爾、三星、台積電等半導體巨頭都會給予ASML資金還要技術支持，像有一年，英特爾、台積電、三星等彼此競爭的三大巨頭，竟聯袂投資ASML41億、8.38億、5.03億歐元。

如今，ASML研發經費倍增到每年十三億歐元的規模。

多出的一倍，ASML自己出一半，三大半導體巨頭合出另一半。

而技術支持，現任台積電研發副總、世界微影技術權威林本堅，在當時力排眾議，認為將市面既有的193nm微影透過水折射，效果可較當時被期待接棒的157nm為佳。

ASML也迅速呼應台積電，一年後，推出世界第一台以水為介質的浸潤式微影實驗樣機。

該技術大受歡迎，迅速成為業界主流，日本的Nikon與佳能投入巨資研發的157nm微影技術，竟從此被擱置。

自此Nikon與佳能再也無法與ASML在高端光刻機上競爭。

另外，ASML還有很多研發夥伴，包括荷蘭的大學、歐洲研究機構。

比如ASML和比利時校際微電子研究中心（IMEC）關係很密切。

這樣IMEC可以用很低的價格，拿到ASML最新的機台；而ASML也可以藉此提前了解下一代晶片技術的需求，形成了一個良好的合作循環。

這些都是上海微電子所不具備的，先不提國外對我們的技術封鎖，就目前我們也無法將設備做到如此精細，而且我們的大學研究機構在半導體領域也偏薄弱，無法提供有效的技術支持。

不過上微也一直在努力探索，不斷尋求突破，上微如今也快要掌握45nm光刻機技術，希望上微可以堅持不懈，再獲突破。