光刻机制造难度有多大？

2002年SMEE成立，是中国政府为了填补光刻机空白而立项。上海微电子装备公司总经理贺荣明去德国考察时，有工程师告诉他：“给你们全套图纸，也做不出来。”贺荣明几年后理解了这句话。

光刻机，被称为现代光学工业之花，其制造难度之大，全世界只有少数几家公司能够制造。其售价高达7000万美金。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。

在能够制造机器的这几家公司中，尤其以荷兰（ASML）技术最为先进。价格也最为高昂。光刻机的技术门槛极高，堪称人类智慧集大成的产物。

“十二五”科技成就展览上，上海微电子装备公司（SMEE）生产的中国最好的光刻机，与中国的大飞机、登月车并列。它的加工精度是90纳米，相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。国外已经做到了十几纳米。

光刻机制造难度有多大？

光刻机跟照相机差不多，它的底片，是涂满光敏胶的硅片。电路图案经光刻机，缩微投射到底片，蚀刻掉一部分胶，露出硅面做化学处理。制造芯片，要重复几十遍这个过程。

位于光刻机中心的镜头，由20多块锅底大的镜片串联组成。镜片得高纯度透光材料+高质量抛光。SMEE光刻机使用的镜片，得数万美元一块。

ASML的镜片是蔡司技术打底。镜片材质做到均匀，需几十年到上百年技术积淀。

“同样一个镜片，不同工人去磨，光洁度相差十倍。”SMEE总经理贺荣明说，他在德国看到，抛光镜片的工人，祖孙三代在同一家公司的同一个职位。

另外，光刻机需要体积小，但功率高而稳定的光源。ASML的顶尖光刻机，使用波长短的极紫外光，光学系统极复杂。有顶级的镜头和光源，没极致的机械精度，也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导弹发射差不多。贺荣明说：“相当于两架大飞机从起飞到降落，始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀，在另一架飞机的米粒上刻字，不能刻坏了。”而且，温湿度和空气压力变化会影响对焦。“机器内部温度的变化要控制在千分之五度，得有合适的冷却方法，精准的测温传感器。”贺荣明说。SMEE最好的光刻机，包含13个分系统，3万个机械件，200多个传感器，每一个都要稳定。像欧洲冠军杯决赛，任何一个人发挥失常就要输球。

据cnBeta、环球网、快科技等多家媒体证实，近日长江存储从荷兰阿斯麦（ASML）公司订购的一台光刻机已抵达武汉。这台光刻机价值高达7200万美元，约合人民币4.6亿元。

另据日经亚洲评论（Nikkei Asian Review）上周报道，中芯国际也向阿斯麦下单了一台价值高达1.2亿美元的EUV（极紫外线）光刻机。这台机器预计将于2019年初交货。

虽然是买别人的东西，但是这两条信息还是足够令国人兴奋，毕竟这种机器咱们造不出来，人家不卖给咱们，自己的芯片制造就搞不定。

上面这个就是ASML光刻机的截面图，这台机器价值不菲。事实上中国的芯片制造商们要想量产7nm及其以下的工艺的芯片，就必须引入EUV光刻机。

目前全球只有一家企业在光刻机市场上占据了80%的份额，就是处于荷兰的ASML，旗下所研发的EUV光刻机曾售价高达1亿美元一台，而且还不一定有货。皆因每台光刻机的装配大约需要50000个零件左右，预计ASML2018年面向全球的产量仅为12台，也就是1个月只能有1台出售给半导体厂商。国际上著名的芯片制造商如Intel、台积电、三星都是它名下的股东。