光刻機是誰發(fā)明的

工業(yè)能力是一個國家國防實力和經(jīng)濟實力的基礎，而光刻機是現(xiàn)代工業(yè)體系的關鍵部分，不過目前荷蘭光刻機是最有名的，出口到全球各國，口碑很好。那光刻機是誰發(fā)明的？主要用途有哪些呢？

1959年，世界上第一架晶體管計算機誕生，提出光刻工藝，仙童半導體研制世界第一個適用單結構硅晶片，1960年代，仙童提出CMOSIC制造工藝，第一臺IC計算機IBM360，并且建立了世界上第一臺2英寸集成電路生產(chǎn)線，美國GCA公司開發(fā)出光學圖形發(fā)生器和分布重復精縮機。

光刻機是集成電路制造中最精密復雜、難度最高、價格最昂貴的設備，用于在芯片制造過程中的掩膜圖形到硅襯底圖形之間的轉移。集成電路在制作過程中經(jīng)歷材料制備、掩膜、光刻、刻蝕、清洗、摻雜、機械研磨等多個工序，其中以光刻工序最為關鍵，因為它是整個集成電路產(chǎn)業(yè)制造工藝先進程度的重要指標。

目前，全球最頂尖的光刻機生產(chǎn)商是荷蘭ASML、Nikon、Canon和上海微電子（SMEE），其中ASML實力最強，因此全球多數(shù)國家都愿意去這家公司進口光刻機，值得注意的是，美國正在阻撓中國進口荷蘭光刻機，而頗有壓力的荷蘭政府也搖擺不定，目前，三方正在僵持。

中國光刻機與荷蘭差距

中國光刻機和荷蘭光刻機的差距是全方面的，這里面不僅是系統(tǒng)集成商的差距，也包括各種核心配件上的差距，比如光源、鏡頭、軸承等等一些精密部件。

系統(tǒng)集成商上的差距

目前我國能量產(chǎn)的最先進光刻機是90nm工藝，由上海微電子（簡稱SMEE）生產(chǎn)。這點和荷蘭ASML生產(chǎn)的7nm光刻機可不是一代二代的差距，完全是天壤之別，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中我們就是屬于低端產(chǎn)品，連中端都算不上。

目前整個光刻機市場是荷蘭占據(jù)8成的高端市場，中端主要是日系廠商尼康佳能，剩下我們國產(chǎn)的光刻機只能用于國內(nèi)一些低端市場（SMEE占了80%的份額）。而這個低端市場ASML未來也想吃掉，因為隨著國內(nèi)半導體行業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)成為全球第二大光刻機市場，潛力巨大。

當然，這些年SMEE研發(fā)工作一直沒停過，差距也再一點點的縮小。早在2018年時已經(jīng)在驗證65nm工藝的光刻機，從時間上來說已經(jīng)差不多可以量產(chǎn)了，剩下45nm工藝的光刻機也在研發(fā)中。

為何我國光刻機會有如此差距

那么為什么我國的光刻機會和荷蘭ASML出現(xiàn)較大的差距？如果要深究的其實就兩點，一是歐美西方國家對我國的封鎖，二是國產(chǎn)配件跟不上。

1、歐美產(chǎn)業(yè)鏈對我國的禁運：

荷蘭ASML光刻機之所以能做成，最關鍵的一點就是能在全球范圍內(nèi)拿到最好的配件，如德國蔡司的鏡頭，美國的光源系統(tǒng)，瑞典的軸承。現(xiàn)在ASML7nm光刻機整體有13個子系統(tǒng)，其中90%的配件都是向全球各種頂尖制造商采購。ASML拿到這些配件在經(jīng)過自己的精密設計和制造將其打造成一臺完美的高端光刻機。

而SMEE無法像荷蘭ASML一樣實現(xiàn)全球采購，根據(jù)1996年歐美簽署的瓦森納協(xié)議，歐美很多高精端儀器或者配件都對中國禁運。這種禁運對光刻機造成了很致命的打擊，其實很多人可能不知道，SMEE早在2008年就研發(fā)出來了90nm前道光刻，但是由于禁運一直無法正式商用，最后不得不重新轉向去研發(fā)后道光刻機。

2、國產(chǎn)產(chǎn)業(yè)依舊落后：

由于國外對中國進行禁運，我國現(xiàn)有光刻機不得不使用國產(chǎn)核心組件，而這也是與荷蘭ASML差距較大的原因之一，很多的核心組件都無法和國外廠商的配件相比。目前國內(nèi)這塊最大的差距是移動精度控制，其次是光學系統(tǒng)，比如激光光源等。

當然，在光刻機核心子系統(tǒng)上我國也是在努力追趕，比如雙工件臺有清華大學承辦研發(fā)（見下圖）華卓精科進行產(chǎn)業(yè)化，長春光機所承辦研制物鏡，科益宏源在光源方面實現(xiàn)了ArF準分子激光光刻技術，以上這些廠商的努力將有助于最后SMEE集成制造出更先進的光刻機。