光刻機(jī)和蝕刻機(jī)是什么？

光刻機(jī)與蝕刻機(jī)是生產(chǎn)芯片的兩大重要機(jī)子，可以說一個(gè)是魂，另外一個(gè)是魄。至于說這兩個(gè)機(jī)子的具體功能是什么呢？

最簡(jiǎn)單的解釋就是：光刻機(jī)把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上面，刻蝕機(jī)再把剛才畫了電路圖的硅片上的多余電路圖腐蝕掉。這樣看起來似乎沒什么難的，但是有一個(gè)形象的比喻，每一塊芯片上面的電路結(jié)構(gòu)放大無數(shù)倍來看比整個(gè)北京的線路圖都復(fù)雜，這就是這光刻和蝕刻的難度。這兩者的加工精度是頭發(fā)絲直徑的幾千分之一到上萬分之一。以16nm的CPU來說，加工尺度為普通人頭發(fā)絲的五千分之一，加工的精度和重復(fù)性要達(dá)到五萬分之一，更不用說更先進(jìn)的10nm及7nm的CPU了。

我國(guó)光刻機(jī)的水平

我國(guó)目前生產(chǎn)光刻機(jī)最為先進(jìn)的企業(yè)為上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司，這是一家有著國(guó)資背景的企業(yè)（前兩大股東均為國(guó)有企業(yè)），成立于2002年，至今已有17年的歷史，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)光刻機(jī)從無到有的地步。

光刻機(jī)從出現(xiàn)到現(xiàn)在一共歷經(jīng)了五代的發(fā)展，現(xiàn)在世界上最新進(jìn)的光刻機(jī)生產(chǎn)企業(yè)為荷蘭的ASML（阿斯麥），已經(jīng)可以做到第五代EVU的7nm制程的量產(chǎn)，上海微電子雖然發(fā)展速度很快，但是目前只做到了光刻機(jī)第四代ArF的90nm制程，且尚無法量產(chǎn)。按量產(chǎn)能力來說差了近兩個(gè)年代，按照研發(fā)能力來說，差了一個(gè)年代。所以我國(guó)的光刻機(jī)水平距離世界領(lǐng)先水平還是有較大的差距的。

我國(guó)的刻蝕機(jī)水平

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)刻蝕機(jī)水平最高的企業(yè)為中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司（這家同樣是有國(guó)資背景的企業(yè)，前兩大股東也是國(guó)有企業(yè)，所以有人說我國(guó)光刻機(jī)沒發(fā)展起來是因?yàn)閲?guó)企的原因，這是不對(duì)的，中微半導(dǎo)體也可以說是國(guó)企，但是刻蝕機(jī)的技術(shù)水平是世界領(lǐng)先水平的）。

中微的發(fā)展離不開尹志堯?yàn)榇淼膸资缓w技術(shù)專家。根據(jù)央視財(cái)經(jīng)2017年的報(bào)導(dǎo)，尹志堯曾經(jīng)擔(dān)任應(yīng)用材料的公司副總裁（應(yīng)用材料是半導(dǎo)體設(shè)備廠商龍頭老大），參與領(lǐng)導(dǎo)幾代等離子體刻蝕設(shè)備的開發(fā)，在美國(guó)工作時(shí)就持有86項(xiàng)專利。

2004年的時(shí)候尹志堯和他的團(tuán)隊(duì)決定回國(guó)，不再給外國(guó)人做嫁衣，在回國(guó)之際，所有技術(shù)專家承諾不會(huì)把美國(guó)公司的技術(shù)，包括設(shè)計(jì)圖紙、工藝過程帶回國(guó)內(nèi)，美國(guó)方面也對(duì)歸國(guó)人員持有的600多萬個(gè)文件和所有個(gè)人電腦做了徹底清查。

2004年回來之后，國(guó)家牽頭設(shè)立了中微半導(dǎo)體公司，尹志堯等人重新投入研發(fā)刻蝕機(jī)，僅僅用了3年的時(shí)間就做出了世界領(lǐng)先的高性能刻蝕機(jī)，為此美國(guó)人無法接受，還起訴了中微半導(dǎo)體專利侵權(quán)，但是最終的驗(yàn)證結(jié)果是沒有任何的侵權(quán)。（這才是中微半導(dǎo)體比上海微電子發(fā)展快的原因，畢竟上海微電子的沒有人才在荷蘭的ASML工作過，也許正是因?yàn)檫@件事，所以美國(guó)現(xiàn)在禁止ASML招聘中國(guó)的員工）。

隨著中微半導(dǎo)體的興起，2015年美國(guó)商業(yè)部工業(yè)安全局還特別發(fā)布公告，由于認(rèn)識(shí)到中國(guó)可以做出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的等離子刻蝕機(jī)，所以決定把等離子刻蝕機(jī)從美國(guó)對(duì)中國(guó)控制的單子上去掉了。因此在刻蝕機(jī)領(lǐng)域，我們目前已經(jīng)是處于世界領(lǐng)先水平了。

長(zhǎng)期以來，我們的大部分芯片都需要進(jìn)口才能給滿足使用，包括安卓手機(jī)中大部分都是使用的來自高通的驍龍?zhí)幚砥鳎娔X中也是來自英特爾的處理器，甚至一些空調(diào)這些家電中的芯片也需要進(jìn)口才行。

為何明知需要芯片，可大部分芯片還是需要進(jìn)口才能滿足呢，這很大一部分原因是和國(guó)外有關(guān)的，在一些高端科技領(lǐng)域，國(guó)外對(duì)我國(guó)采取的是封鎖政策，所以，我國(guó)在芯片這一領(lǐng)域的發(fā)展是比較落后于國(guó)外的。

而前段時(shí)間的中興事件，也可看出芯片對(duì)于我國(guó)的重要性，只要在芯片領(lǐng)域有所突破，才不會(huì)長(zhǎng)期受制于人。

說起芯片，便不得不提芯片制造所需要的裝備了，制造芯片主要需要用到光刻機(jī)和蝕刻機(jī)這兩款裝備，光刻機(jī)和蝕刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，而我國(guó)在這一領(lǐng)域長(zhǎng)期落后。

那么，什么是光刻機(jī)和蝕刻機(jī)呢？

簡(jiǎn)單來講，光刻機(jī)通過光在晶圓上進(jìn)行刻畫電路，光刻機(jī)采用類似照片沖印的技術(shù)，把母版上的精細(xì)圖形通過曝光轉(zhuǎn)移至硅片上，一般來說，光刻分辨力越高，加工的芯片集成度也就越高，但傳統(tǒng)光刻技術(shù)由于受到光學(xué)衍射效應(yīng)的影響，分辨力進(jìn)一步提高受到很大限制，為獲得更高分辨力，傳統(tǒng)上采用縮短光波、增加成像系統(tǒng)數(shù)值孔徑等技術(shù)路徑來改進(jìn)光刻機(jī)，但技術(shù)難度極高，裝備成本也極高。

而蝕刻機(jī)就是將多余的地方去除，從而形成一個(gè)完整的電路，蝕刻機(jī)主要在半導(dǎo)體和線路版制程上，蝕刻圖紋、花紋、幾何形狀，并精確鏤空，特別是每個(gè)線條和深孔的加工精度都是頭發(fā)絲直徑的幾千分之一到上萬分之一，精度控制要求非常高。

就目前來說，這兩臺(tái)比較先進(jìn)的機(jī)器都需要到國(guó)外去購買。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來，這兩款裝備的核心技術(shù)一直被國(guó)外廠商壟斷，有錢都買不到，國(guó)外基本上都對(duì)我國(guó)施行封鎖政策，這也是我國(guó)在光刻機(jī)和蝕刻機(jī)這一領(lǐng)域相對(duì)較落后的原因。

不過，在2018年11月29日，中科院光電技術(shù)研究所承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過驗(yàn)收，這是世界上首臺(tái)用紫外光源實(shí)現(xiàn)了22納米分辨率的光刻機(jī)驗(yàn)證機(jī)。

而在此前，我國(guó)自主研發(fā)的光刻機(jī)主要光刻分辨力也才65nm至28nm，對(duì)于高端設(shè)備方面的應(yīng)用還是不足的。

而世界最先進(jìn)的光刻機(jī)，荷蘭EUV極紫外線光刻機(jī)能夠生產(chǎn)7nm級(jí)別的芯片，雖然同比與荷蘭的光刻機(jī)，我國(guó)的還是比較落后的，但目前來說，確實(shí)是很難得的。

據(jù)中科院理化技術(shù)研究所許祖彥院士等驗(yàn)收組專家一致表示，該光刻機(jī)在365納米光源波長(zhǎng)下，單次曝光最高線寬分辨力達(dá)到22納米。項(xiàng)目在原理上突破分辨力衍射極限，建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發(fā)新路線，繞過國(guó)外相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師胡松介紹，中科院光電所此次通過驗(yàn)收的表面等離子體超分辨光刻裝備，打破了傳統(tǒng)路線格局，形成一條全新的納米光學(xué)光刻技術(shù)路線，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為超材料/超表面、第三代光學(xué)器件、廣義芯片等變革性領(lǐng)域的跨越式發(fā)展提供了制造工具。

據(jù)了解，這種超分辨光刻裝備制造的相關(guān)器件已在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第八研究院、電子科技大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)院、中科院微系統(tǒng)所等多家科研院所和高校的重大研究任務(wù)中得到應(yīng)用。

2019年4月17日，武漢光電國(guó)家研究中心甘棕松團(tuán)隊(duì)遵循諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主德國(guó)科學(xué)家斯特凡·W·赫爾的超分辨熒光成像的基本原理，在沒有任何可借鑒的技術(shù)情況下，采用二束激光在自研的光刻膠上突破了光束衍射極限的限制，采用遠(yuǎn)場(chǎng)光學(xué)的辦法，光刻出最小9納米線寬的線段，實(shí)現(xiàn)了從超分辨成像到超衍射極限光刻制造的重大創(chuàng)新。

在蝕刻機(jī)方面，在2018年下半年也傳出喜訊，我國(guó)攻克5nm蝕刻機(jī)，上海中微半導(dǎo)體已經(jīng)成功的研發(fā)出了可以用于5nm工藝生產(chǎn)的蝕刻機(jī)，近日已經(jīng)通過了臺(tái)積電的驗(yàn)證，并且未來將被臺(tái)積電用來生產(chǎn)5nm工藝的芯片。

如今，我們?cè)诠饪虣C(jī)和蝕刻機(jī)這款核心裝備上都取得了不小的突破，同時(shí)也在不斷地追趕，縮小與國(guó)外的差距，要不了多久，我們定能再次有所突破的。

    我國(guó)的光刻機(jī)處于低端水平，刻蝕機(jī)水平位于世界前沿，下文具體說一說。

    我國(guó)的光刻機(jī)和刻蝕機(jī)

    我國(guó)光刻機(jī)的最高水平是上海微電子的90nm制程，世界頂尖的光刻機(jī)是ASML的7nm EUV光刻機(jī)，ASM已經(jīng)開始研制5nm制程的光刻機(jī)。相對(duì)來說，我國(guó)在光刻機(jī)制造領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距，高端光刻機(jī)全部依賴進(jìn)口，我國(guó)的中芯國(guó)際今年將會(huì)引進(jìn)ASML最新的7nm制程的EUV光刻機(jī)，一定程度上減小了與臺(tái)積電、三星的差距。

    我國(guó)的刻蝕機(jī)技術(shù)領(lǐng)先，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕機(jī)、硅通孔刻蝕機(jī)位于全球前三，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕機(jī)贏進(jìn)入臺(tái)積電7nm、10nm的生產(chǎn)線，中微半導(dǎo)體的刻蝕機(jī)制造工藝達(dá)到了5nm，已經(jīng)通過了臺(tái)積電的驗(yàn)證。，我國(guó)大陸晶圓代工廠中芯國(guó)際50%以上的刻蝕機(jī)采用了中微半導(dǎo)體。

    提到中微半導(dǎo)體，不得不說尹志堯博士，尹志堯在美國(guó)硅谷從事半導(dǎo)體行業(yè)20多年，在世界最大的半導(dǎo)體企業(yè)擔(dān)任副總裁。2004年時(shí)，60歲的尹志堯放棄美國(guó)百萬年薪，帶領(lǐng)三十人的團(tuán)隊(duì)，回國(guó)創(chuàng)辦了中微半導(dǎo)體，在芯片制造設(shè)備領(lǐng)域與巨頭直接競(jìng)爭(zhēng)。

    刻蝕機(jī)的重要性

    刻蝕機(jī)是芯片制造設(shè)備中重要性僅次于光刻機(jī)的第二重要設(shè)備，光刻機(jī)相當(dāng)于畫匠，刻蝕機(jī)相當(dāng)于雕工。

    光刻機(jī)，用比較形象的描述就是將電路圖印在晶圓上，刻蝕機(jī)把光刻機(jī)印好的圖案刻在晶圓上，主要利用化學(xué)途徑選擇性地一處沉淀層的特定部分。

    刻蝕機(jī)主要分為介質(zhì)、多晶、金屬等幾種，目前比較流行的是介質(zhì)刻蝕，占比超過了50%，我國(guó)中微電子的介質(zhì)刻蝕可以實(shí)現(xiàn)5nm的制程。

    在芯片制造領(lǐng)域，我國(guó)的短板在于光刻機(jī)，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有一定的差距。刻蝕機(jī)處于世界領(lǐng)先的水晶，特別是中微電子的5nm芯片刻蝕機(jī)，此外還有北方華創(chuàng)的刻蝕機(jī)、盛美的清洗設(shè)備，處于世界領(lǐng)先水平。

感謝您的閱讀！

在光刻機(jī)上，國(guó)外的技術(shù)掐住了我們的咽喉；美國(guó)更是聯(lián)合一部分國(guó)家制定了《瓦森納協(xié)定》，嚴(yán)禁向中國(guó)出售最新的幾代設(shè)備。而目前在光刻機(jī)市場(chǎng)，占據(jù)80%的ASML，自然也遵守著《瓦森納協(xié)定》，特別是ASML已經(jīng)成為全球唯一一家能向客戶供應(yīng)最先進(jìn)EUV光刻機(jī)的設(shè)備商，讓我們?cè)诠饪虣C(jī)上備受掣肘！

如果說光刻機(jī)嚴(yán)重的制約了我國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展的話，那么蝕刻機(jī)方面，我們的壓力可能就沒有那么大了。我們知道，光刻機(jī)是把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上面；而刻蝕機(jī)再把剛才畫了電路圖的硅片上的多余電路圖腐蝕掉。所以，兩樣設(shè)備是相輔相成的，缺一不可。

如果說，光刻的過程是硅圓表面涂上一層光刻膠，通過紫外光透過掩膜照射到硅圓表面，我們發(fā)現(xiàn)，在被照射的部分腐蝕之后，形成了我們需要的電路。而

而蝕刻就需要通過將已經(jīng)光刻好的晶圓，切除掉多余的部分，剩下電路結(jié)構(gòu)。其實(shí)，我國(guó)在光刻機(jī)上雖然表現(xiàn)不佳，但是在蝕刻機(jī)上，卻表現(xiàn)相對(duì)優(yōu)異了。比如，我們知道的中微半導(dǎo)體。在央視的《大國(guó)重器》中，就對(duì)它進(jìn)行了介紹。

中微半導(dǎo)體于2004年由尹志堯博士代領(lǐng)的海歸人才創(chuàng)辦，它推出的7nm、10nm芯片介質(zhì)刻蝕設(shè)備已經(jīng)打入臺(tái)積電的量產(chǎn)線，占據(jù)中芯國(guó)際50%以上的新增采購額。

2018年12月份，中微半導(dǎo)體成功攻克下5nm蝕刻機(jī)，并且通過了臺(tái)積電的技術(shù)認(rèn)證，可用于實(shí)際生產(chǎn)，可以說我們?cè)谖g刻機(jī)上，又再一次獲得了成功。

我們也要看到，雖然我們?cè)谖g刻機(jī)上的成績(jī)突破了國(guó)際的技術(shù)封鎖，在光刻機(jī)上這個(gè)問題沒有那么簡(jiǎn)單。因?yàn)槟壳皟H僅是完成了5nm蝕刻機(jī)的自主研發(fā)，但是還差一個(gè)很重的設(shè)備，也就是光刻機(jī)上，目前的上海微電子等企業(yè)和ASML還是有很大的距離，ASML已實(shí)現(xiàn)7 nm EUV光刻先進(jìn)工藝，而上海微電子由于起步較晚且技術(shù)積累薄弱，目前技術(shù)節(jié)點(diǎn)為90 nm，且多以激光成像技術(shù)為主。

因此，我們?cè)诳吹轿g刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)情況下，也應(yīng)該提升光刻機(jī)的水平，在未來這種局勢(shì)也會(huì)被改變，我們相信在我國(guó)的堅(jiān)持下，和蝕刻機(jī)一樣，一定會(huì)帶來不一樣的成績(jī)！

我回答的題目是：

中國(guó)芯片水平：

“兩頭凸，中間凹”之后是登頂

不錯(cuò)，迄今為止，中國(guó)光刻機(jī)距離世界頂尖水平還有較大差距。

關(guān)鍵程度原本比光刻機(jī)低的蝕刻機(jī)在中國(guó)已達(dá)到了5納米。5納米無疑是世界領(lǐng)先水平，沒錯(cuò)！然而，只有又是實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化的5納米，那才算是真正的全球頂尖水平了，過去和現(xiàn)在還有未來都不能不考慮到世界上存在美國(guó)這個(gè)最大的動(dòng)蕩源和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)啊！問題就出在這，到如今，是14納米而非5納米的中國(guó)蝕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，這就表明與世界頂尖水平同樣還有較大差距，雖然，全球第一的外國(guó)蝕刻機(jī)也非一國(guó)產(chǎn)，而且連作為世界頂級(jí)芯片制造商的臺(tái)積電也用上了中國(guó)5納米刻蝕機(jī)；據(jù)報(bào)道，外國(guó)因?yàn)檫@個(gè)5納米而不再將蝕刻機(jī)技術(shù)列在封鎖中國(guó)的清單里了。倒是，此蝕刻機(jī)的14納米非已量產(chǎn)的國(guó)內(nèi)芯片制造工藝的14納米可比，距離頂尖水平的差距小了不老少。

中國(guó)芯片技術(shù)整體上同樣距離世界頂尖水平還有較大差距。這是由包括光刻機(jī)和蝕刻機(jī)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)與世界頂尖水平的差距造成的。如果再“減去”非國(guó)產(chǎn)化，即刨除整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中所含有的多個(gè)國(guó)尤其美國(guó)的技術(shù)，則實(shí)際或者叫真實(shí)的整體差距就應(yīng)該是很大的了。

過去耽誤的時(shí)間若不是很長(zhǎng)則如今整體的差距就不會(huì)很大。中國(guó)芯片技術(shù)60年歷史中有30來年停滯不前，實(shí)質(zhì)上是由于不思進(jìn)取，亦即主要由于不求自立更不求自強(qiáng)，重復(fù)在低端水平；還由于風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)薄弱，這則是由于沒有意識(shí)到以不自主的姿態(tài)參與全球化是不安全的，不自主竟然致使以不高端姿態(tài)參與全球化也是不安全的，連中低端的水平也會(huì)因?yàn)椴粚?shí)、不純而保持不住，結(jié)果是，迄今為止，讓中國(guó)芯片技術(shù)出現(xiàn)了 1 個(gè)“兩頭凸，中間凹”的發(fā)展型，前10年雖然距世界頂尖水平也有差距，卻不是較大的，一定算是在全球芯片領(lǐng)域凸起了，后20年也一定算是凸起了，而且比前10年凸起得還高，當(dāng)然肯定算不上崛起或高起以及登頂，實(shí)際上還比前10年距離世界頂尖水平的差距大了。

好在后20年也是凸起的！好就好在，中國(guó)芯片技術(shù)不僅僅實(shí)際水平已經(jīng)比前10年明顯高了，關(guān)鍵是還具有了更多的技術(shù)積累、更高的技術(shù)基礎(chǔ)，特別是好在重現(xiàn)了海外中國(guó)赤子又像前10年那樣歸來的情形，肯定似潮涌；應(yīng)該仍舊算是 1 個(gè)小高潮，卻是新的，又高過了前10年，在“方舟”、“龍芯”、“星光中國(guó)芯工程”、展訊芯片等等的研發(fā)團(tuán)隊(duì)中都可看到海外赤子的身影，甚至有成群結(jié)隊(duì)的，總之是更多的海外赤子參與到了中國(guó)芯片技術(shù)的研發(fā)鏈和創(chuàng)新鏈諸環(huán)節(jié)中，而且，不僅是“學(xué)成歸來”的，而且是“實(shí)作歸來”的，不乏技術(shù)精湛、經(jīng)驗(yàn)豐富者，以至芯片業(yè)大咖，領(lǐng)軍人才級(jí)別，關(guān)鍵在于這些人正是那20年并且是現(xiàn)在、未來中國(guó)內(nèi)尤為缺乏的，稀缺資源、珍貴無比，也正是海外赤子支撐起了前10年的凸起，奠定了中國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的基礎(chǔ)。

海外赤子為什么會(huì)在后20年潮涌般歸來？探討這個(gè)現(xiàn)象的意義很重要！就像前10年那樣，是由于我們國(guó)家決意把芯片設(shè)計(jì)搞起來，不止是凸起來，更要高起來，崛起成世界頂尖水平，此意昭彰！也就是感召力顯著，恰恰，正合了那些海外赤子發(fā)自內(nèi)心的意愿！中國(guó)芯片技術(shù)發(fā)展歷史就是這樣的驚人相似。后20年倒是與前10年有不同之處，我們國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)空前發(fā)展起來了，工業(yè)體系更加完整了，相關(guān)和配套的技術(shù)水平如前所述也有了整體性提升；最重要的是，支持芯片技術(shù)發(fā)展的政策、措施更為有力、齊全、配套了，氛圍也更加健康、濃郁了。

中國(guó)芯片技術(shù)歷經(jīng)“兩頭凸，中間凹”，在未來必定崛起。只因?yàn)檎w上是立足于更高的基礎(chǔ)、乘載在向上的勢(shì)頭，特別是因?yàn)楫?dāng)前的環(huán)境愈加良好、動(dòng)力愈加強(qiáng)勁，我們國(guó)家已將集成電路視為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，將芯片技術(shù)視為戰(zhàn)略技術(shù)，規(guī)劃、規(guī)制、推進(jìn)、支持、支撐、激勵(lì)的力度更大了，重要標(biāo)志之一是已經(jīng)把集成電路列入首批國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群當(dāng)中，當(dāng)然是重點(diǎn)的，從在66個(gè)集群當(dāng)中占5個(gè)即可判定，所以，有理由相信，海外赤子的歸來會(huì)更如潮涌，與本土的有志于提升中國(guó)芯片技術(shù)水平的赤子匯聚在一起，所形成的一定是大潮，共同掀起的一定是新中國(guó)建立后的第一個(gè)最高潮，撐起、托起的必定是與世界頂尖水平同高的中國(guó)芯片技術(shù)水平。

其實(shí)中國(guó)的實(shí)力已經(jīng)很恐怖了，看看我們研發(fā)要比拼多少個(gè)國(guó)家聯(lián)合的技術(shù)封鎖。光刻機(jī)實(shí)驗(yàn)室階段的差距還有一代半多點(diǎn)，比拼的是荷蘭，中國(guó)剛研發(fā)完成9nm，荷蘭快研發(fā)完成5nm，但注意中國(guó)是隔代研發(fā)跳躍式發(fā)展的，演進(jìn)路線是65nm>22nm>9nm>3nm/5nm，一旦研發(fā)成功就會(huì)追近1-2代差距，而3nm工藝將是目前的工藝極限，因?yàn)榱孔有?yīng)，除非同時(shí)突破當(dāng)前的材料、光刻、刻蝕技術(shù)，這些中國(guó)也在找，然而目前大家都一項(xiàng)沒突破，也就是說差不多不到5年以后，制程工藝將停滯發(fā)展一段時(shí)間等待中國(guó)追趕到相同水平，然后大家再找到其他發(fā)展方向一起從同一起跑線上開始重新發(fā)展；蝕刻機(jī)差距不到半代，比拼的是美國(guó)，芯片領(lǐng)域一代時(shí)間不過3年，以目前中國(guó)的發(fā)展速度來看，下一代就能追上了；系統(tǒng)比拼美國(guó)，說實(shí)在不是技術(shù)問題，而是生態(tài)建立、廠商適配、應(yīng)用適配的問題，靜等華為鴻蒙出來和開源吧，原來的阿里云系統(tǒng)也還可以，奈何阿里既沒有手機(jī)生態(tài)、也不是手機(jī)廠商，更不是應(yīng)用的主要開發(fā)者尤其是出海應(yīng)用，所以發(fā)展不起來，希望華為鴻蒙出來后開源，國(guó)產(chǎn)廠商逐步采用，國(guó)產(chǎn)應(yīng)用尤其是抖音海外版tiktok、uc瀏覽器海外版這些海外明星級(jí)應(yīng)用逐步適配，而華為本身就在海外市場(chǎng)擁有巨大銷量，手機(jī)硬件生態(tài)本來就在中國(guó)尤其是華為所在的深圳周圍，比如iot硬件產(chǎn)業(yè)，這樣鴻蒙系統(tǒng)才有希望擠掉安卓，跟ios一較高下；基帶一流，比拼的是美國(guó)；基站技術(shù)一流，比拼的是瑞典愛立信和芬蘭諾基亞；基帶、基站技術(shù)主要說的是華為，這方面希望中興、大唐電信、瑞芯微、中芯等企業(yè)也能起來，畢竟百花齊放才對(duì)消費(fèi)者最有利，對(duì)外我支持華為，對(duì)內(nèi)來說我反對(duì)華為，現(xiàn)在華為已經(jīng)表現(xiàn)出一些寡頭特質(zhì)了，產(chǎn)品國(guó)內(nèi)售價(jià)越來越高，利潤(rùn)越來越大，華為一些具體業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人打壓國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的手段也越來越?jīng)]有底線，炒作營(yíng)銷越來越靠煽動(dòng)愛國(guó)情緒，仿佛只有華為能代表中國(guó)制造，涉足的產(chǎn)業(yè)也從原來的企業(yè)業(yè)務(wù)擴(kuò)展到手機(jī)、筆記本、平板、電視以及整個(gè)iot產(chǎn)業(yè)甚至無所不包，企業(yè)的本質(zhì)是追求利潤(rùn)，企業(yè)的本能是擴(kuò)張，不希望華為成為下一個(gè)韓國(guó)三星，韓國(guó)全國(guó)人民生老病死全部圍繞著三星，三星衰弱韓國(guó)就衰弱，一個(gè)國(guó)家命運(yùn)被一個(gè)企業(yè)命運(yùn)左右。偏題了，繼續(xù)說手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。閃存運(yùn)存屏幕要比拼韓國(guó)+日本+美國(guó)，閃存運(yùn)存技術(shù)產(chǎn)能都是二流，這方面中國(guó)已經(jīng)算遍地開花，5年后就是現(xiàn)在顯示屏產(chǎn)業(yè)的翻版，屏幕技術(shù)二流產(chǎn)能一流，京東方天馬還有另外幾家充分競(jìng)爭(zhēng)，技術(shù)上追上三星也是早晚的事；處理器制程工藝比拼中國(guó)臺(tái)灣＋韓國(guó)，目前二流，基本追上美國(guó)格羅方德的水平，這個(gè)比臺(tái)灣臺(tái)積電低一些也不是大問題，主要是因?yàn)橘I不到最新的光刻機(jī)蝕刻機(jī)之類的設(shè)備，在10、14nm工藝應(yīng)用領(lǐng)域多積累經(jīng)驗(yàn)，等待國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)、蝕刻機(jī)技術(shù)追趕上并且成熟；處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)比拼英國(guó)ARM，目前在研發(fā)階段，暫時(shí)算不入流，因?yàn)檎l也不知道出來時(shí)是什么水平，對(duì)比不了，全世界除了ARM都只能算不入流；處理器設(shè)計(jì)二流，比拼的是美國(guó)+中國(guó)臺(tái)灣，目前設(shè)計(jì)水平二流，低于美國(guó)持平中國(guó)臺(tái)灣，CPU都用的ARM架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，美國(guó)高通能魔改ARM架構(gòu)達(dá)到比ARM公版架構(gòu)性能、功耗更好，中國(guó)和臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科只能用公版架構(gòu)，GPU高通完全自研且性能功耗比ARM公版架構(gòu)好不少，而中國(guó)大陸和臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科都基本用的ARM公版架構(gòu)授權(quán)，產(chǎn)能方面大家都一流，都差不多，臺(tái)灣和大陸主要在中低端，美國(guó)在中高端；電池比拼日本，技術(shù)準(zhǔn)一流，量產(chǎn)鋰電池能量密度方面日本比中國(guó)強(qiáng)不到10%，同能量密度鋰電池中國(guó)產(chǎn)價(jià)格只有日本產(chǎn)的60%出頭，中國(guó)產(chǎn)能一流，也是日本做最高端和高端，中國(guó)做高端和中低端，比拼這個(gè)已經(jīng)沒有意義，因?yàn)橹腥彰蓝荚谘邪l(fā)新型電池，技術(shù)水平也差不多，誰先突破并且成本降到消費(fèi)級(jí)誰越有優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)電池都完蛋；還有些小的領(lǐng)域，傳統(tǒng)的比如射頻芯片，美國(guó)一流；比如觸摸屏，中國(guó)一流，這個(gè)中國(guó)一家獨(dú)大，別瞧不起，技術(shù)中日美韓都有，但產(chǎn)能都在中國(guó)，你不生產(chǎn)就沒有錢投入持續(xù)研發(fā)，幾年以后總歸是有差距的；新興的比如屏下指紋、屏下攝像頭、人臉識(shí)別、AI、AR/VR、外殼新材料、折疊屏等，技術(shù)都是一流，同時(shí)比拼美國(guó)+韓國(guó)+日本+中國(guó)臺(tái)灣，這些領(lǐng)域是真不看好中國(guó)以外其他幾家，一開始對(duì)中國(guó)就沒有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，他們剛有技術(shù)還沒啥產(chǎn)能，就被中國(guó)技術(shù)追上產(chǎn)能上還碾壓了，很像無人機(jī)領(lǐng)域的大疆，他們不僅輸在起跑線上，讓中國(guó)獲取了利潤(rùn)建立了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且市場(chǎng)還在中國(guó)手上，想培育競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)都做不到。這幾年蘋果三星手機(jī)采用的新技術(shù)越來越少就是因?yàn)檫@原因，劉海屏、水滴屏、升降攝像頭式全面屏到真全面屏的演進(jìn)上三星蘋果變成追隨者就是因?yàn)檫@原因，因?yàn)槠料鹿鈱W(xué)指紋識(shí)別、屏下攝像頭這些實(shí)現(xiàn)真全面屏的關(guān)鍵技術(shù)中國(guó)都是第一流的，這些技術(shù)美國(guó)徹底掉隊(duì)，日韓機(jī)器在某一方面能跟中國(guó)較量，本國(guó)新技術(shù)一出來中國(guó)廠家就用銷量迅速幫他們市場(chǎng)化，很多企業(yè)就因?yàn)橐粋€(gè)技術(shù)三五年時(shí)間就被培育成領(lǐng)域內(nèi)的龍頭企業(yè)，比如指紋識(shí)別領(lǐng)域的匯頂科技，先是在后置指紋識(shí)別時(shí)代跟上世界先進(jìn)技術(shù)，把指紋識(shí)別模組白菜化，然后研發(fā)光學(xué)指紋識(shí)別，全面屏?xí)r代就碾壓同行了。中國(guó)是以中國(guó)市場(chǎng)培育技術(shù)萌芽，然后出海搶奪國(guó)際市場(chǎng)份額壯大產(chǎn)業(yè)，面對(duì)國(guó)外企業(yè)是我強(qiáng)一分?jǐn)橙跻环值拇蚍ǎ灰俳o5年時(shí)間讓中國(guó)手機(jī)充分占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)，侵奪蘋果三星的市場(chǎng)份額，最后不管運(yùn)存閃存處理器，還是架構(gòu)設(shè)計(jì)制程工藝系統(tǒng)研發(fā)，都會(huì)在中國(guó)企業(yè)面前逐步淪陷，現(xiàn)在的運(yùn)存閃存很像5年前的京東方，技術(shù)落后一點(diǎn)，成本優(yōu)勢(shì)蠻大，然后瘋狂融資擴(kuò)充產(chǎn)能擴(kuò)大成本優(yōu)勢(shì)，先在國(guó)產(chǎn)低端手機(jī)上采用走量沖擊市場(chǎng)，逼迫三星等企業(yè)因?yàn)槔麧?rùn)下滑或者虧損而放棄低端市場(chǎng)，先在量上做到世界第一，然后利用利潤(rùn)利用中國(guó)人才成本上的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)研發(fā)，最后外國(guó)企業(yè)的高端市場(chǎng)同樣不保，復(fù)刻中國(guó)在屏幕、手機(jī)、家電等行業(yè)的發(fā)展軌跡。

光刻機(jī)和蝕刻機(jī)一直都是當(dāng)前最熱的話題，可以說光刻機(jī)是芯片制造的魂，蝕刻機(jī)是芯片制造的魄，要想制造高端的芯片，這兩個(gè)東西都必須頂尖。

生產(chǎn)芯片的過程很復(fù)雜，簡(jiǎn)單的一句話總結(jié)這兩種機(jī)器各自的作用：光刻機(jī)把電路圖投影到覆蓋有光刻膠的硅片上面，刻蝕機(jī)再把剛才畫了電路圖的硅片上的多余電路圖腐蝕掉。

通過兩種機(jī)器各自的作用，就能判斷出來光刻機(jī)和蝕刻機(jī)哪個(gè)的技術(shù)難度大了，一個(gè)是刻圖像一個(gè)是腐蝕去掉多余的部分，所以光刻機(jī)的難度大于蝕刻機(jī)。目前我國(guó)已經(jīng)能生產(chǎn)頂尖技術(shù)的蝕刻機(jī)了，但是高端的光刻機(jī)還生產(chǎn)不出來。很多網(wǎng)友也都知道這個(gè)結(jié)果，那么我國(guó)能搞定的高端蝕刻機(jī)在世界上到底處于什么樣的地位呢？

中微半導(dǎo)體

雖然目前蝕刻機(jī)市場(chǎng)的份額占比依舊是西方廠商優(yōu)勢(shì)明顯，但在諸多蝕刻機(jī)制造廠中，有一家中國(guó)蝕刻機(jī)制造企業(yè)-中微半導(dǎo)體，已經(jīng)成功打破西方技術(shù)壟斷。其不僅是中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍者，更是中國(guó)唯一的蝕刻機(jī)巨頭。據(jù)公開資料顯示，中微半導(dǎo)體成立于2004年，多年來一直堅(jiān)持自主研發(fā)，早在2018年時(shí)該公司在全球范圍內(nèi)的相關(guān)專利申請(qǐng)量就達(dá)到1200多項(xiàng)。

中微半導(dǎo)體早在2017年4月便領(lǐng)先世界巨頭IBM兩個(gè)星期，提前宣布攻克5nm蝕刻機(jī)制造技術(shù)的喜訊。如今，中微半導(dǎo)體旗下的5nm蝕刻機(jī)更是順利通過晶圓代工領(lǐng)域鼻祖臺(tái)積電的認(rèn)證，目前該公司已經(jīng)開始向臺(tái)積電供貨。

世界領(lǐng)先的中國(guó)蝕刻機(jī)

我國(guó)的刻蝕機(jī)技術(shù)領(lǐng)先，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕機(jī)、硅通孔刻蝕機(jī)位于全球前三，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕機(jī)贏進(jìn)入臺(tái)積電7nm、10nm的生產(chǎn)線，中微半導(dǎo)體的刻蝕機(jī)制造工藝達(dá)到了5nm，已經(jīng)通過了臺(tái)積電的驗(yàn)證。我國(guó)大陸晶圓代工廠中芯國(guó)際50%以上的刻蝕機(jī)采用了中微半導(dǎo)體。

特別是在介質(zhì)刻蝕設(shè)備領(lǐng)域，中微半導(dǎo)體的電容型介質(zhì)刻蝕設(shè)備已進(jìn)入全球這個(gè)市場(chǎng)的前三名，僅次于東京電子和Lam Research。北方華創(chuàng)方面，它是由北京七星電子和北京北方微電子兩家公司在2015年重組而來，2017年才更名為北方華創(chuàng)。北方華創(chuàng)旗下有半導(dǎo)體裝備、真空裝備、新能源鋰電設(shè)備及精密元器件四個(gè)事業(yè)群，并非像中微半導(dǎo)體那樣專注于半導(dǎo)體IC和LED的領(lǐng)域，但這四個(gè)事業(yè)群也都發(fā)展成為了技術(shù)領(lǐng)先的事業(yè)群。

相比光刻機(jī)領(lǐng)域，中國(guó)在半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的水平還是很不錯(cuò)的，至少在技術(shù)方面，已經(jīng)接近甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先的水平。但是，我們?nèi)匀恍枰潋溄湓辏嘈糯蠹乙材軌蚩吹剑M管在刻蝕設(shè)備技術(shù)方面，我國(guó)已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)水平，但是在完整、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈體系打造上，我們還有很大的追趕空間。

這么多答案里面，真正比較專業(yè)和客觀的答案幾乎沒有，芯片科普之路還有很長(zhǎng)。
先講我的看法，那就是蝕刻設(shè)備方面已經(jīng)是我們國(guó)家在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備方面和國(guó)外差距最小的領(lǐng)域了，但是想要進(jìn)入全球前3還有比較大的挑戰(zhàn)，而蝕刻設(shè)備前3的公司壟斷超過全球90%的市場(chǎng)份額！
作為半導(dǎo)體生產(chǎn)的核心設(shè)備之一，蝕刻設(shè)備在芯片生產(chǎn)中用到的地方極多，在整個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備中份額處于第三名（前兩名是淀積和光刻）。
這個(gè)領(lǐng)域也是目前中國(guó)唯一有接近世界先進(jìn)水平的設(shè)備公司，那就是中微半導(dǎo)體（AMEC)。
但是，這僅僅說明中微半導(dǎo)體可以有機(jī)會(huì)和世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體蝕刻設(shè)備供應(yīng)商可以同臺(tái)競(jìng)技，要超越這些前輩，中微需要走的路還很長(zhǎng)。
下面我們來看看中微在蝕刻設(shè)備領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有多強(qiáng):
1. 拉姆研究（Lam Research）是蝕刻設(shè)備領(lǐng)域的絕對(duì)王者，擁有超過50%的市場(chǎng)份額，以目前Lam的發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)水平，在接下來的10年內(nèi)，無人可以撼動(dòng)其領(lǐng)導(dǎo)地位。
2. 東京電子 （Tokyo Electron) 在蝕刻設(shè)備方面擁有超過25%的市場(chǎng)份額，而且正在朝30%的目標(biāo)奮進(jìn)。
3. 應(yīng)用材料 （Applied Materials) 目前大概占據(jù)了15%以上的市場(chǎng)份額，不過應(yīng)用材料的份額還在不斷被前兩家所侵占
中微半導(dǎo)體想要在接下來10年內(nèi)殺進(jìn)蝕刻設(shè)備領(lǐng)域的全球前三名，只有一條路---干掉老東家應(yīng)用材料。
青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，中微半導(dǎo)體是不是可以在10年內(nèi)把應(yīng)用材料拉下馬，我們可以拭目以待。
另外蝕刻設(shè)備技術(shù)指標(biāo)不是用5nm，7nm工藝來評(píng)價(jià)的，而是寬高比（aspect ratio),一致性（一個(gè)晶圓有萬億級(jí)的蝕刻目標(biāo)）和效率，當(dāng)然新一代的工藝技術(shù)指標(biāo)會(huì)有一些相關(guān)性。
大家不要被國(guó)內(nèi)一些媒體忽悠說中微半導(dǎo)體擁有的5nm蝕刻技術(shù)讓對(duì)手膽寒什么的，和實(shí)際真相差別太大了。
希望能讓更多人了解芯片方面的一些基礎(chǔ)常識(shí)，歡迎大家關(guān)注。

光刻機(jī)是芯片制造過程當(dāng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，光刻機(jī)直接決定著芯片的質(zhì)量。而我國(guó)作為全球最大的芯片消費(fèi)國(guó)之一，每年進(jìn)口的芯片都達(dá)到幾萬億人民幣。

光刻機(jī)的制造研發(fā)并不是某一個(gè)企業(yè)能夠單獨(dú)完成的，這里面涉及的技術(shù)非常復(fù)雜，需要很多頂尖的企業(yè)相互配合才可以完成，比如荷蘭ASML作為目前全球最頂尖的光刻機(jī)制造商，是全球唯一能夠生產(chǎn)出7nm光刻機(jī)的企業(yè)，但是ASML也需要美國(guó)企業(yè)提供光源設(shè)備，需要德國(guó)蔡司提供光學(xué)設(shè)備，此外還有來自英特爾，臺(tái)積電，三星，海力士等眾多芯片巨頭的資金支持還有技術(shù)支持。

我國(guó)光刻機(jī)的最高水平是上海微電子的90nm制程，世界頂尖的光刻機(jī)是ASML的7nm EUV光刻機(jī)，ASML已經(jīng)開始研制5nm制程的光刻機(jī)。相對(duì)來說，我國(guó)在光刻機(jī)制造領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距。

在開始之前先統(tǒng)一一下名稱，“刻蝕機(jī)”和“蝕刻機(jī)”都是正確的叫法。

刻蝕機(jī)是用來做什么的

刻蝕機(jī)，對(duì)應(yīng)的是芯片制造中的“刻蝕”這一步。

在芯片制造中，“光刻”和“刻蝕”是兩個(gè)緊密相連的步驟，也是非常關(guān)鍵的步驟。

刻蝕機(jī)是芯片制造設(shè)備中重要性僅次于光刻機(jī)的第二重要設(shè)備，光刻機(jī)相當(dāng)于畫匠，刻蝕機(jī)相當(dāng)于雕工。

打個(gè)比方：比如我們想在墻上刻出“眾志成城”四個(gè)字，我們不是直接起刀子就刻，而是先在墻上用筆描出“眾志成城”的圖案。這一步，是光刻。

接著，我們才拿起刀子，沿著剛才在墻上描出的圖案來雕刻。這一步，是刻蝕。而刻蝕機(jī)，就是專業(yè)干這個(gè)活的。

刻蝕機(jī)主要分為介質(zhì)、多晶、金屬等幾種，目前比較流行的是介質(zhì)刻蝕，占比超過了50%，我國(guó)中微電子的介質(zhì)刻蝕可以實(shí)現(xiàn)5nm的制程。在2017年，中微半導(dǎo)體研發(fā)的7nm等離子體刻蝕機(jī)已經(jīng)在國(guó)際一流的集成電路生產(chǎn)線上量產(chǎn)使用，而2019年12月，中微半導(dǎo)體CEO尹志堯也曾透露，他們5nm蝕刻機(jī)已經(jīng)得到了臺(tái)積電認(rèn)可，用于臺(tái)積電5nm芯片的產(chǎn)線。

在芯片制造領(lǐng)域，我國(guó)的短板在于光刻機(jī)，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有一定的差距。刻蝕機(jī)處于世界領(lǐng)先的水晶，特別是中微電子的5nm芯片刻蝕機(jī)，此外還有北方華創(chuàng)的刻蝕機(jī)、盛美的清洗設(shè)備，處于世界領(lǐng)先水平。

為什么有人說國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)還有很長(zhǎng)的路要走？中國(guó)的刻蝕機(jī)確實(shí)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，而光刻機(jī)還很早，即使兩者都是世界先進(jìn)水平，也并不意味著中國(guó)芯片工業(yè)的未來不會(huì)很難。

目前，國(guó)內(nèi)的刻蝕機(jī)確實(shí)處于領(lǐng)先地位，5納米等離子刻蝕機(jī)已經(jīng)通過臺(tái)積電的驗(yàn)證，但光刻機(jī)更差。前次報(bào)告中提到的“中科院SP超分辨率光刻機(jī)”最多只能算是一個(gè)“樣機(jī)”，無法與ASML光刻機(jī)相比，也無法用于芯片制造，一系列技術(shù)問題亟待解決。

退一步說，即使國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)和蝕刻機(jī)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先地位，問題是否已經(jīng)解決？

ASML的EUV光刻機(jī)已訂購交付。我們能在交貨后生產(chǎn)7Nm甚至5nm的芯片嗎？別把這個(gè)問題想得那么簡(jiǎn)單，因?yàn)橹挥杏糜谛酒墓饪虣C(jī)和蝕刻機(jī)。芯片制造的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和人才是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。臺(tái)積電不是一天建成的。有了光刻機(jī)，我們就不能制造頂級(jí)芯片。

再退一步講如果一流光刻機(jī)和刻蝕機(jī)都國(guó)產(chǎn)，臺(tái)積電也變成了國(guó)產(chǎn)企業(yè)，國(guó)產(chǎn)的芯片業(yè)就獨(dú)步天下了么？當(dāng)然不是，我們還需要高通、蘋果、英偉達(dá)、英特爾、賽靈思、這樣的芯片設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造和銷售公司來打造整個(gè)芯片行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈。

芯片行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng)，不是靠幾臺(tái)光刻機(jī)和刻蝕機(jī)就能解決問題了，上、中、下游都有眾多廠商在其中競(jìng)爭(zhēng)搏殺，從這個(gè)意義上來講，國(guó)產(chǎn)的芯片行業(yè)并非全面落后，但前路的確依舊艱辛，需要我們繼續(xù)努力！！