最近，美國收緊了出口管制，臺積電不再接受華為新的訂單，中芯國際雖然能夠生產14nm工藝的芯片，突破了N+1、N+2制程工藝，然而中芯國際使用的光刻機仍然來自于荷蘭ASML，含有“美國技術”，是否受到管制條款制約，還是個問題。那么，我國發展芯片能夠繞過光刻機嗎？

    什么是光刻機？

    光刻技術與照相技術差不多，照相機是將鏡頭里的圖像印到底片上，而光刻機是將電路圖“刻到”硅片上。在光刻工藝中，將涂滿光敏膠的硅片作為“底片”，電路圖經過光刻機，縮微投影到“底片”上，制作芯片的過程，就是重復幾十遍這樣的過程。最終，指甲殼大小的芯片上集成了上百億個晶體管。

    目前，光刻機的龍頭企業是荷蘭的ASML，幾乎占領了100%的高端光刻機市場，最先進的EUV光刻機只有荷蘭ASML能夠生產。造價高到1.5億美金的EUV光刻機，集成了全球最先進的技術，來自美國的光源和計量設備，來自德國的鏡頭的超精密設備，來自法國的閥件，來自瑞典的軸承等等，可以說集人類智慧于大成。

    早在2018年，我國的中芯國際從荷蘭ASML那里預訂了一臺EUV光刻機，然而受到美國的影響，至今未收到這臺光刻機。中芯國際雖然突破了N+1、N+2工藝，然而后續的5nm、3nm工藝仍然離不來EUV光刻機，形勢依然很嚴峻。

    我國的光刻機

    我國生產光刻機的企業是上海微電子，成立于2002年，由于起步較晚，因此在光刻機領域與荷蘭AMSL仍然有很大的差距。上海微電子能夠量產的光刻機是90nm制程，而荷蘭AMSL最先進的EUV光刻機可以生產5nm工藝制程的芯片，根據科學家的說法“至少有20年的差距”。最新消息，上海微已經突破了28nm工藝的光刻機，大大降低了與荷蘭ASML的差距，希望能夠盡快量產。

    總之，光刻機是半導體行業最重要的設備之一，是“沙子變芯片”最重要的設備。離開光刻機，玩不轉芯片，離開高端光刻機，玩不轉高端芯片。目前，還沒有替代設備能夠代替光刻機。

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目前制造芯片就一定會用到光刻機，首先不說別的，要做到7nm、5nm甚至接下來臺積電要玩的2nm，沒有光刻機是無法做到的！但是從清洗硅片、預烘和底膠涂覆、光刻膠涂覆、前烘、對準、曝光、顯影、豎膜、刻蝕或離子注入、光刻膠的去除等其他細微步驟都需要極其頂尖、先進的科技，包括精密的儀器，而這些正是目前中國精密芯片的難題！

至于怎么超越，也就是傳說中的“彎道超車”，那就是提前布局更高級芯片的制作手法，只是這一切有點天方夜譚，因為老想著彎道超車，往往就會忽視基本功，不落實最基本的技術，再100年也超不了車！目前只有基本功打扎實了，再想其他方面，要不制造光刻機只會充滿浮躁！

如今華為也是在大力發展光刻技術，就看現代版“南泥灣”會取得什么樣的成效了！

就目前而言，發展芯片一定需要光刻機的，接下來我詳細說說個人的看法，希望可以幫助到大家

先給大家解釋個概念

什么是芯片

芯片，其實就是集成電路，簡稱IC，是半導體元件產品的統稱。我們生活當中的幾乎所有電子設備都會用到芯片，芯片起到的作用就好比我們人類的大腦，有了芯片，設備才會動起來。目前我們用到的芯片就是用高科技手段，把大規模龐大的電路板集成、堆疊、微縮到極小的高晶硅片中。

芯片的制造

芯片的制造過程主要有，圖紙設計、晶片制作、封裝和測試四個主要步驟。其中最復雜的就是晶片制作了。下面我們一起了解下晶片制作的制作過程，晶體片制作主要分為，硅錠的制作、切片成晶片、涂膜光刻蝕刻、摻加雜質、晶圓測試封裝。

• 硅錠的制作

芯片的原料是晶圓，晶圓的成分是硅，硅是由石英沙提煉出來的，晶圓便是硅元素加以純化，接著是將些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導體的材料。

• 切片成晶片

制作完成后，將其切片成芯片制作具體需要的晶圓。晶圓越薄，生產難度就越大，主要是對工藝的要求越高。

• 涂膜光刻蝕刻

晶圓涂膜晶圓涂膜能抵抗氧化以及耐溫能力，其材料為光阻的一種。晶圓光刻、蝕刻該過程使用了對紫外光敏感的化學物質，即遇紫外光則變軟。通過控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蝕劑，使得其遇紫外光就會溶解。可以使用第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，這溶解部分可用溶劑將其沖走。剩下部分就與遮光物的形狀一樣了。這樣就得到所需要的二氧化硅層。

• 摻加雜質

將晶圓中植入離子，生成相應的P、N類半導體。具體工藝是是從硅片上暴露的區域開始，放入化學離子混合液中。這一工藝將改變攙雜區的導電方式，使每個晶體管可以通、斷、或攜帶數據。簡單的芯片可以只用一層，但復雜的芯片通常有很多層，這時候將這一流程不斷的重復，不同層可通過開啟窗口聯接起來。復雜的芯片可能需要多個二氧化硅層，這需要通過重復光刻以及上面流程來實現，形成一個立體的結構。

• 晶圓測試封裝

經過上面的幾道工藝之后，晶圓上形成了一個個格狀的晶粒。通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。 一般每個芯片擁有的晶粒數量都很多，組織一次針測試模式是非常復雜的過程，這要求在生產的時候盡量是同等芯片規格構造的型號大批量生產的，數量越大，成本就會越低。

這就是大體的芯片制造過程，其中在涂膜光刻蝕刻這個環節當中就需要光刻機的參與，沒有光刻機這個環節是無法進行的。所以說就目前而言，芯片的生產制造是離不開光刻機的。

以上為我個人針對此問題的分析，如有不足之處還請多多指教，喜歡的可以點贊關注，謝謝!

面對美國的欺凌，我們是否能有中國自己的技術，徹底擺脫光刻機？我根據芯片行業的現狀，和中國最前沿科技來分析一下。

第一，傳統納米級芯片，暫時無法擺脫光刻機

何為光刻機？簡單的說，光刻機的作用就是，通過光照將版圖照射到涂有光刻膠的晶片上，這類似于照相機照相，只不過光刻刻的不是照片，而是電路圖。

我們現在聽到的芯片工藝，都是多少納米工藝，比如華為的麒麟990，是7nm工藝。很明顯，如果沒有光刻機，電路圖無法刻到晶片上，所以暫時無法擺脫光刻機。

第二、跳過納米級芯片，量子芯片是打破西方封鎖的利器

上面說的傳統芯片，在芯片上進行的是數字計算。但如果是量子計算呢？沒錯，那就是量子芯片。量子芯片是將量子線路集成在基片上，進而承載量子信息處理的功能。

我國中科院郭國平教授研發出半導體量子芯片，這是一款“24位量子比特量子芯片”，世界上最快速量子邏輯門操作。在量子芯片上，我們處于世界領先地位，在將來量子芯片將是打破西方芯片封鎖的殺手锏。

總結，“活人不會讓尿憋死”，美國的奸計不會得逞

雖然眼下，我們沒有7nm，甚至更先進光刻機，但中芯國際依舊可以勝任14nm工藝的生產。即使沒有14nm，我們還有28nm，90nm。無非就是手機塊頭大一點而已。

俄羅斯沒有買ASML的光刻機，現在美國同樣不敢輕易跟俄羅斯叫板。所以，我們無需擔心，我們能做的就是，埋頭苦干，在量子芯片還不能商用的時候，早日研發出自己的光刻機。

今天孟晚舟被加拿大裁定“雙重犯罪”之后，說明了美國人是徹底要絞殺華為，打壓中國的決心。今天我們應該徹底覺醒，吾輩當自強，祖國的崛起需要我們共同努力！

發展芯片要啥光刻機，我們必須要繞開這些技術的壁壘，尋找新的技術或是別的方法來替代光刻機，制作芯片的方法不可能就這一種，我們的科研技術人員正在加緊攻關，嘗試好幾種新的方法，努力創新，一定能獲得成功的！

我從小就喜歡電子制作， 從最簡單的礦石收音機開始，不用電池就可以響，還能選臺，從那時就深深的吸引了我。

以前用電子管做后級功放，根本沒有電路板，直接搭棚焊接就行，就是把各個元件用導線直接連起來，很有質感，一樣的使用，并且效果比用電路板還要好的多，

后來用晶體管制作各種電子電路，無線對講機，大小的監聽器，家里用的自動控制器，年輕那些年，主要的業余愛好就是無線電，制作復雜的電路需要制作電路板，沒有影印設備，只能手工制作，用復寫紙把印刷電路圖復印到覆銅板上面，剛開始用刀刻，做一塊電路板要很久，主要是太幸苦，用刻刀一點一點的刻出來，手指頭都磨出泡來。

后來用漆覆蓋上需要留下來的部分，買三氯化鐵溶解成三氯化鐵溶液，把電路板放進去腐蝕，沒有漆蓋的部分，覆銅板會被腐蝕掉，漆蓋著的地方就會留下了，然后去掉表面上的漆，一塊印刷電路板就出來了，比以前要方便的多了。

說了這些，就是想說明辦法總比困難多，做一件事不可能只有一種方法，條條大路通北京，一條路走不通，可以換一條試試，總有辦法解決的。

常言說：沒有張屠夫，我們就要吃帶毛的豬嗎？所以離開那個光刻機，還會有別的辦法可行的，這就需要開動腦筋，努力創新，萬眾一心，眾志成城會改變一切的！

對于芯片的制造來說，可能有很多的方式，但是光刻機是制造芯片最好的方式，通過其他途徑制造出的芯片無法與光刻機相比，有著很大的差距。

對于目前的芯片來說，光刻機是制造芯片必備的工具，沒有光刻機，芯片只能是一張圖紙，對于我們來說沒有任何的用處。即使你的芯片設計技術再怎么厲害，沒有光刻機，一點用也沒有。

國產光刻機與世界頂級光刻機有著近20年的差距

說到20年這個數字，相信很多人都不相信，但事實確實如此。目前我國最先進的光刻機是由上海微電子裝備公司制造的90nm光刻機，而世界最頂級的光刻機是由荷蘭的ASML公司生產的5nm光刻機。90nm與5nm之間，顯然存在很多代的差距，說是20年的差距，一點也不為過。

僅僅在光刻機上存在很大差距，在芯片生產工藝上也存在很大的差距。大陸企業中芯片代工技術最好的是中芯國際，中芯國際目前最先進的生產線是14nm。而臺積電最好的生產線已經是5nm了，早在2018年臺積電就已經實現了14nm芯片的大規模量產。

因為我們制造不出頂級的光刻機，我們只能購買其他國家生產的光刻機，在高端光刻機領域基本被荷蘭的ASML公司壟斷了，全球80%以上的光刻機都是由ASML生產的。現在問題就來了，ASML有很多的美國資本，同時ASML生產光刻機使用到了很多的美國技術以及來自美國的零部件，自然我們也無法夠買到比較先進的光刻機。

所以最終導致我國芯片生產工藝上與世界頂級還有很大的差距，沒有先進的光刻機怎么可能提高芯片生產技術呢？

造成這種差距的最主要的原因是什么？

一臺光刻機擁有8萬多個零件，幾乎每一個零件都是世界頂級的。其中光刻機最重要的兩個零部件就是鏡頭與激光光源，恰恰我國在這項技術上非常的落后。

這時很多人就開始說了，既然我們做不出比較好的鏡頭與激光光源，我們可以去買啊。這條路顯然是走不通的，極紫外光源目前只有ASML掌握了該技術，我們向ASML購買該技術，ASML肯定不會賣給我們。

至于光刻機的鏡頭，我們也是買不到的。全球范圍內做鏡頭最好的企業是德國蔡司，根據《瓦森納協定》，像鏡頭這種精密的零部件，西方國家是禁止賣給我們的。

筆者觀點：

對于ASML來說，一臺光刻機中所有的零件并都是它自己生產的，ASML只能算是一家技術整合企業。像激光光源與鏡頭，也并不是一家企業或者一個國家可以做出來的，歐美很多國家進行了參與。

所以對于國產光刻機來說，還是非常困難的。因為很多光刻機的零件以及技術，我們都買不到，我們只能使用國產零件。我國的光刻機問題，并不是一家企業可以解決的，需要我國整個半導體行業的共同努力。

在當前硅基半導體時代，光刻機是芯片制造過程中無論如何都無法繞過的核心關鍵設備！光刻機的技術十分復雜，研發難度極大，所以才導致世界上只有荷蘭、日本和我國能制造光刻機。但我國只能制造低端光刻機，與世界先進水平的差距在20年左右！

硅基芯片的物理極限

現代芯片的制造技術已經越來越接近硅基材料的物理極限了，那么這個物理極限是什么？

芯片是由數以億計的晶體管和晶體管間的連接電路組成的，每一個晶體管都是由源極、柵極和漏極組成。加工工藝越先進，晶體管的體積就越小，源極和柵極間的溝道同樣也會縮短，當溝道縮短到一定程度的時候，量子隧穿效應就會變得極為容易。換言之，就算是沒有加電壓，源極和漏極都可以認為是互通的，那么晶體管就失去了本身開關的作用，因此也沒法實現邏輯電路。

現在芯片的制程技術已經發展到了5nm水平，3nm芯片技術正在研發當中。由于技術難度的加大，新一代技術的研發周期就會變得更長，這樣就給技術后進者留下了追趕機會。

落后這么多我國還有機會嗎

當然有了！我們有兩條技術路線可以選擇。

第一、繼續走傳統的硅基芯片的技術路線：走這條技術路線，我國最大的困難在于光刻機技術的短板，但是我們已經開始了攻堅。明年我國首臺28nm工藝光刻機即將實現量產，預計在2028年左右，我國將具備EUV光刻機的生產能力。

第二、研發可以替代硅基材料的新材料：既然硅基材料已經快要發展到了極限了，人類怎么可能會坐以待斃，紛紛開始著手研究替代材料。研究發現，碳基材料具備可以替代硅基材料的潛力。5月22日，北京大學電子學系彭練矛院士和張志勇教授團隊在《科學》雜志發表《用于高性能電子學的高密度半導體碳納米管平行陣列》論文。這一研究結果，為我國基于碳基材料的半導體制造技術進入規模化工業生產奠定了堅實基礎。

結語：半導體制造業是國家的戰略性行業，是國家經濟發展的命脈。為了改變我國半導體制造業技術落后的現狀，我們一定要立足現實，采取兩條腿走路的策略，一方面堅持對傳統技術上的追趕，一方面另辟蹊徑尋找新的可替代方案。只有這樣，我們才能在保障基本需求的情況下，通過借助新技術實現彎道超車。

以上為我對該問題的看法，如果喜歡，歡迎點贊和加關注，十分感謝！

如果想要做目前最先進的5nm或7nm工藝芯片，除了荷蘭ASML研制的EUV極紫光光刻機，全球都無法找到第二個可以替換的機器，但是未來未必沒有替換的技術！

光刻機最難的部分——光刻，究竟是怎樣的？

其實光刻機每個部位都是包含各種學問，但是最重要的是把復雜電路通過光刻在硅片上，這一步就是叫做“光刻”，它是怎么做的呢？

首先準備好一塊晶圓，這是由硅片加工成的，然后在晶圓上涂抹上一種特制的光刻膠，再把華為或者蘋果等芯片設計公司設計的以億級為電路原件單位的芯片藍圖制作成一個掩膜，這是可以理解一種投影底片。

下一步來了，把這份芯片圖轉印到準備好的晶圓上，而越小的納米單位就意味著在更小的間距里放進更多的電子元件，此時對這個投影光的要求極高，而目前最先進的就是EUV極紫外光。

最后，極紫光投到晶圓的光刻膠上并發生化學反應，把一部分材料變得可以溶解，然后一清洗，此時的晶圓就留下了光刻的芯片電路。

上述過程就是光刻的過程，真是對人類的智慧嘆為觀止。

最先進的傳統光刻機已達到科學巔峰

即使是目前科技最發達的美國，光靠它本國的科學家，都無法完全自己造出一臺最先進的光刻機，因為光刻機確實是目前人類最精細的機器。如果說汽車發動機有5000個元件，那么一臺光刻機的元件有10萬個。

從上面的描述可以知道，光刻機要用到的是目前科學家全領域各項最先進的技術，從光學技術、材料技術到精密的加工技術，都是挑戰人類科學的最高水準。

傳統光刻機的替代品會是什么？

顯然，目前如果想替換傳統的先進光刻機，靠現有國產技術去按現在這個光刻機的制造芯片的模式打造一套機器也無法達到最先進的水平。那么我們是否可以換一種思維，用當前科學界最前列的技術去完成，此時我國科學家就想到了——量子技術。

如果用量子技術造出量子芯片，那么顛覆目前的所謂的最先進的光刻機不是問題，壓根就可以不用光刻機，或者造出一個量子光刻機。

有個好消息是我國已經有科學家進行了量子芯片的研究，并取得了突出的成績：

我國中科院郭國平教授研發出半導體量子芯片，這是一款“24位量子比特量子芯片”，世界上最快速量子邏輯門操作。

如果要打破西方國家的光刻機枷鎖，另辟蹊徑是每一個科學領域學者都在思考的問題，但是這個過程必然是艱難而漫長的，吾輩好好讀書和培養后代吧，為國家最頂尖技術的自研盡一份力。

記得關注“極客宇文氏”，一名熱心有料的互聯網科技觀察家。

說到光刻機，真的是中國芯片制造行業的痛。眾所周知，中國雖然有設計高端芯片的能力，但是卻沒有生產高端芯片的能力。在芯片制造中，我國缺少的最關鍵的設備就是光刻機。

這次美國全面封鎖華為，讓華為麒麟高端芯片面臨無法生產的地步，雖然華為能夠設計出世界上先進的7nm以下制程工藝的芯片，但是在大陸卻沒有一家芯片生產商能夠生產出來，這讓我們意識到了問題的重要性。

在中美貿易沖突中，半導體領域是重中之重。在中國芯片制造是最薄弱的環節，只是因為中國沒有高端光刻機，而且美國還限制世界頂級光刻機廠商荷蘭ASML向中國出售高端光刻機。因此中國在高端芯片領域被美國卡著脖子，這也是我國發展芯片的最大的困難。

為什么說中國生產不出高端光刻機呢？

• 目前我國生產光刻機規模最大、技術最先進的就是上海微電子裝備有限公司了，可以生產90nm工藝技術的光刻機。據相關媒體報道，在2018年11月，中國光刻機的紫外光源突破了22nm分辨率，意味著可以生產22nm的光刻機，目前還沒有實現量產。

• 光源：光刻機，顧名思義，肯定和光有很大的聯系。光源是光刻機的核心之一，光刻機的工藝技術首先就要取決于其光源的波長。目前荷蘭最先進的光刻機采用的是極紫外光源，配備在7nm以下的高端EUV光刻機，目前世界上只有荷蘭ASML公司能夠提供可量產的EUV光刻機。荷蘭ASML高端光刻機的光源是由美國的公司提供，光源可以說是世界上最頂級的配件。

• 鏡頭：鏡頭也是光刻機最核心的部件。采用的可不是一般的鏡頭，可以達到高2米直徑1米，甚至更大。荷蘭ASML用的是世界最好的老牌光學儀器公司德國蔡司的鏡頭。

• 荷蘭ASML光刻機還有很多其他的關鍵的零部件都是來自世界頂級廠家。荷蘭頂級光刻機單獨靠荷蘭一個國家是不可能生產出來的。荷蘭光刻機百分之九十的配件都是對外采購，這樣就能保證使用的是全球最先進的配件。所以說，荷蘭ASML光刻機是全球人類科技的結晶。

總結

以目前全球掌握的技術，還沒有能夠取代光刻機的。在西方國家對中國禁止出售高端光刻機以及關鍵零部件的情況下，中國只能一步步的進行突破，可以說是非常的困難。然而中國航空母艦都造出來了，高端光刻機沒有什么難的了。

發展芯片一定用光刻機嗎？

這個問題同樣可以轉化為其他問題。比如：電腦必須是二進制碼嗎？燈泡必須用鎢絲嗎？手機必須插sim卡嗎？發電必須用磁鐵發電機嗎？

世間萬物沒有唯一定論，人類發現和應用的也不過是有限的一部分。電腦是歪果仁發明的，芯片也是歪果仁制造的。這是別人在基礎科學領域，上百年的積累才有的結果。還記得第一臺電腦有多大嗎？還記得第一臺手機有多大嗎？外國人一直沒有停止對微縮化集成電路的研究，經過不斷地技術攻關，才會有今天我們使用的，電腦、手機。看看這些東西，想想里面的技術，有多少是國人率先先發明的？幾乎沒有。我們習慣了在別人的基礎上發揮想象，仿制、微創新。卻忘了，基礎平臺原來是別人的。當別人晃動平臺時，才發現，原來我們建的高樓大廈，是在別人的地基上。

繞開光刻機，理論上肯定是可行的。只是國人太缺乏想象力和不斷實踐的耐心。因為大概率會失敗，對于未曾看到的事物缺乏信心。所以，我們還在以造紙術、印刷術、指南針和火藥的古代發明為榮。

高科技的缺乏，本質上缺乏的是對基礎科學的研究。因為窮其一生有可能都不會有研究結果。沒有人會為一個看不到希望的實驗買單。

未來芯片的發展，一定會繞開半導體，就像燈泡一定會繞開鎢絲一樣。只不過需要數學，物理，化學，生物學共同發展，顛覆性的想象力，數十年甚至幾十年的專項研發。方可實現絲絲的突破。

這條路太難！太難！