光刻機的技術難度在于“技術封鎖”,一臺頂級的光刻機關鍵設備來自于西方發達國家,美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承、法國的閥件等,這些頂級零件對中國是禁運的。所以,ASML曾說“即便給你們全套圖紙,你們也造不出來”。
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光刻機是“人類智慧集大成”的產物
環顧全球,最先進的7nm EUV光刻機只有荷蘭的ASML(阿斯麥)能夠生產,超過90%的零件向外采購,整個設備的不同部位同時獲得了全世界最先進的技術,因此可以在日新月異的芯片制造業取得競爭優勢。
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最頂尖的光刻機集合了很多國家的技術支持,是多個國家共同努力的結果,德國為ASML提供了核心光學配件支持,美國為ASML提供光源支持及計量設備的支持,ASML要做的就是做到精確控制。7nm EUV光刻機包含了5萬多個零件,13個系統,誤差分散到13個分系統中,德國的蔡司光學設備不精準,美國的Cymer光源不精,都可能造成很大的誤差。
與德國、瑞典、美國等一些西方國家相比,我國的芯片制造以及超級精密的機械制造方面不具備什么優勢,沒有超級精密的儀器,自然就很難造出頂級的設備,無法造成頂級的芯片。最關鍵的是,這些超級精密的儀器根據《瓦森納協定》對中國是禁運的。
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國產光刻機的“差距”
目前國內技術領先的光刻機研制廠家是上海微電子裝備有限公司(SMEE),可以穩定生產90nm制造工藝的光刻機,相比ASML的7nm制程差距還是比較大的,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。同樣正是SMEE推出90nm制程的光刻機后,ASML對中芯國際的7nm光刻機訂單放行,其中的奧妙大家不難想象。
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既然國產光刻機與國外差距那么大,可以通過購買的方式解決嗎?答案是很難,有錢買不到。
原因1:只有投資了ASML的,才能獲得優先供貨權,而英特爾、三星、臺積電擁有ASML很大的股份。ASML的高端光刻機產量有限,2018年18臺,2019年30臺,其中臺積電獲得了18臺,我國的中芯國際1臺。
原因2:《瓦森納協定》的限制,瓦森納協定有33個成員國,中國不再其列,主要目的是阻止關鍵技術和遠見流失到成員國之外,在半導體領域,受限于該協定,在芯片制造、封裝、設計等方面,我國一直無法獲得國外最新的科技。


