我国的光刻机5纳米生产技术要多久才能突破？

月初一条“中科院5nm激光光刻技术突破”的新闻火了，在很多无良自媒体的口中这则新闻完全变了味，给人的感觉像是中国不久将会拥有自己的5nm光刻机，其实真实情况完全不是一回事。下面我们就来谈谈这则新闻真实的内容到底是什么，以及中国光刻机5nm生产技术还要多久才能取得突破。

中科院5nm的光刻技术和光刻机关系不大其实“中科院5nm激光光刻技术突破”的新闻来源是在中科院网站上的一篇论文，文章的主要内容其实是讲微纳加工领域里的一个进展，中心思想是超高精度的无掩模的激光直接刻写。由于文章中采用了一个叫“lighography”的词，这个直接翻译过来就是光刻的意思。再加上5nm这个数值，很容易让人联想到的是中科院在5nm的光刻机上取得突破。由于一些自媒体翻译错误以及想要煽动公众情绪获取大量的流量，于是这个错误的新闻就得到了大量的传播转发，进而误导了不少关心中国光刻机发展的朋友。

论文和完全商用是两码事其实就算论文讲的真是在光刻机领域取得的突破，但是想要完全商用并不容易。前段时间“碳基芯片”这个概念也上了一阵子热搜，碳基芯片具有成本更低、功耗更小、效率更高等优点，并且在未来可能用于我们的手机或者电脑的芯片方面。为什么热度没有能够持续下去？最主要的原因还是因为它的商用遥遥无期。碳基芯片现在还是停留在实验室阶段，想要完全商用最起码要二十年以上，这就注定了它和现在主流的硅基芯片没有任何的竞争力。同理就算中科院的论文讲的是5nm光刻机技术，想要完全实现商用不知道还要多久。

中国和荷兰ASML的差距最起码也在十年以上现在国内最好的光刻机生产企业应该是上海微电子，目前生产的最好光刻机也只是90nm的制程。尽管有传言说上海微电子明年将会推出28nm的全新光刻机，但是和ASML的EUV光刻机精度依旧相差甚远。中国想要生产5nm的光刻机有一个最大的难点，就是自主研发。这不光意味着我们需要跨越从28nm到5nm这个巨大的障碍，并且在突破的过程中最好不要使用其他国家的专利，只能发展出一条属于自己的光刻机道路。需要达成这么多的条件，研发的难度可想而知。总的来说短时间内我国的光刻机技术取得重大突破的概率为0，还是要被人牵着鼻子走。落后就要被挨打卡脖子在任何时候都是真理，只希望我们国家的科研人员能够迎头赶上，尽快取得突破吧。

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要制造一部光刻机，最核心的部件就是镜头和激光光源，而现在中国在这两项技术上还非常的落后。现在全球能够生产5nm及以上光刻机的厂家只有一个，就是荷兰的ASML，而其中最根本的原因就是光源。现在，ASML是全球唯一一家掌握了极紫外光源技术的公司，要想突破7nm的这个技术瓶颈，就必须使用极紫外光源。最近，中芯国际就向ASML成功订购了一台光刻机，可以生产出7nm的芯片，但是，这台光刻机都不是EUV光源的，使用的是浸润ArF技术，也就是说7nm已经是这台光刻机的极限了。

为什么中芯国际不去买EUV的光刻机呢？因为，最早极紫外光源的研究是多个国家参与的，包括了欧洲多国还有日本、韩国。而其中出力最多的就是美国。可以说，EUV光刻机的专利中，美国拥有的数量不在少数。这也是为什么中国没能得到EUV光刻机的根本原因。

而现在，中科院光电所算是国内对光源研究最领先的科研所了，但是，中科院光电所的技术还是在365nm的水平，也就是i-line阶段，实验室能够做出的芯片最高水平也只是在22nm。还有很多技术瓶颈需要突破，这些都没有什么捷径可走。

当然，除了光源，下一个门槛就是镜头了在镜头上，现在ASML的EUV光刻机使用的是德国蔡司的镜头，其次能够排得上号的就是佳能和尼康了。而中国的镜头在高端市场上基本是没有影子，中国想要在这个领域有所突破，那也不是一时半会儿就能够见到成效的。当然，鉴于中国的德国现在定没有什么矛盾，所以镜头技术的使用应该不会是个大问题，所以，我们勉强认为镜头上就不需要花精力去研究了吧。

20年前，EUV光刻机的地位就已经很明确了，谁有了EUV光刻机的技术，谁就有了芯片领域的未来。美国作为最早的研发者，自然是加大投入跟进。而欧洲由于自己在半导体领域的逐渐衰弱，也是把EUV光刻机作为了自己崛起的赌注。韩国和日本当然也不甘落后，疯狂的跟进。

美国由于对EUV技术的研发时间最长，有一定底蕴，总共投入了50多个高校和科技企业进入到这个领域，当然，最终在EUV光刻机领域，美国的收益也是最大的。而欧洲对于EUV是最看重的，35个国家共110多个高校和企业加入到研究的行列中。日本算是其中研究最不上心的，也是EUV研究的国家中最终受益较小的，连韩国都不如。

几十个国家，上百所研究单位，花费了20多年的时间，才有了今天的EUV光刻机，也有了5nm制程的芯片。说中国花费10年的时间做出5nm的光刻机，应该不为过。ASML就曾经说过，即使他们公开EUV光刻机的图纸，现在也没有哪家公司能够山寨，因为EUV的技术研发的难度非常之大，不是说谁都能够山寨的。

19265196828：距离光刻机技术我们还差了什么,需要多长的时间呢?
周茗河 ：答：并且芯片中最重要的光刻机我们还是需要向西方进口，目前，中国国产光刻机制造企业——上海微电子已经可以量产96纳米光刻机，并且成功研发出28纳米的光刻机技术，但是，从研发成功到生产制造出来，还是需要一些时间的，最快也要到2021年才能生产出来。但是光刻机的制造并不是那么简单的，制造光刻机所需要...

19265196828：中国何时能造出来自己的光刻机?
周茗河 ：答：现在世界上顶级的设备毋庸置疑就是ASML的5纳米光刻机。这台机器如果一一拆分开来的话可以装进大约40个集装箱之中，超过100000万个零件的总数量在机器领域绝对算得上是庞然大物。而且这10万个零件之中，精密仪器、顶级光源、超稳定轴承和计量器一个都不少。它们分别来自全球各个国家，包括日本、德国和美...

19265196828：五纳米芯片不需要光刻机是真的吗
周茗河 ：答：五纳米芯片不需要光刻机是真的。佳能公司宣布通过NIL纳米压印技术，将在2025年实现制造5nm芯片而不需要EUV光刻机的使用。NIL纳米压印技术类似于印刷技术，通过将电路图案刻录到专用的"章子"上，然后将"章子"压印到硅晶圆上，从而实现芯片的制造。然而，NIL纳米压印技术的难点在于如何将精细的电路图案刻录到...

19265196828：国产芯片与美国芯片的差距在哪儿,最快多久才能赶超?
周茗河 ：答：首先要设计芯片,设计出来之后交给代工厂生产,设计芯片软件方面中国在世界上的占比为0%,国内目前芯片生产商最好的应该是中芯国际,最好的制程是 14纳米 ,而台积电跟三星今年7纳米就要要量产了。 中间差了二代 。 光刻上的差距 这主要就是光刻机的问题。光刻机目前美国处于垄断,造价和售价都是很贵的,每年量产不...

19265196828：中国目前光刻机处于怎样的水平?为什么短时间内造不出来
周茗河 ：答：目前我国能生产光刻机的企业有5家，最先进的是上海微电子装备有限公司，光刻机量产的芯片工艺是90纳米，目前正在向65纳米迈进，而国外最先进的是5纳米，正在向3纳米迈进，这中间差了整整9个台阶，按每个台阶4～5年的差距，尚需40年的追赶。建议我们国家还是要坚持以经济发展为主，经济投入以基础设施...

19265196828：国产5nm光刻技术不存在?中科院紧急辟谣:国产只有180nm
周茗河 ：答：对此，很多国人都在想，难道国产5nm光刻技术不存在？从某种意义上来说，现在这个问题的答案是肯定的，国产5nm确实还遥遥无期。此外，中科院紧急辟谣：5nm光刻技术根本不现实，国产水平只有180nm！从5nm一下子掉到180nm，这个落差让很多人都接受不了。但需要知道的是，180nm才是国产光刻机技术的真实...

19265196828：中国半导体行业何时才能超越台积电,制造出属于自己的中国芯?
周茗河 ：答：只要中国半导体行业坚定不移地推动国内芯片企业自立自强，绝不满足于搞定14纳米以及28纳米“全国产”之后能生产80%以上的芯片，绝不干等着美国及其盟国盟友回心转意，包括把中芯国际移除实体清单、让阿斯麦向中芯国际出售EUV光刻机，就有望在不到20年的时间里先追平、再超越，创造出一国有了自己的先进和...

19265196828：能造5nm芯片的euv光刻机,三大核心技术
周茗河 ：答：EUV光源是EUV技术的核心之一，它发射的波长为13.5纳米的光束。目前，开发出能够持续发射这种波长的光源并不容易。EUV光源需要使用多种材料，如锡和锂，来产生等离子体并产生光，在此过程中，盈余粒子也会产生，这些粒子会降低能够使用EUV光刻机的光学元件的寿命。2.2 光刻镜头 光刻镜头是EUV技术实现的另...

19265196828：国产光刻机多少nm
周茗河 ：答：国产光刻机90nm。蚀刻机达到了5nm水平，光刻机仍然是处于90nm水平，2018年时中科院的“超分辨光刻装备研制”通过验收，它的光刻分辨力达到22nm，结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10nm级别的芯片。但是这仅限于实验室阶段，实现商用还是需要一定时间。光刻机（lithography）又名：掩模对准曝光机，曝光...

19265196828：中国目前光刻机处于怎样的水平?为什么短时间内造不出来?
周茗河 ：答：目前我国能生产光刻机的企业有5家，最先进的是上海微电子装备有限公司，光刻机量产的芯片工艺是90纳米，目前正在向65纳米迈进，而国外最先进的是5纳米，正在向3纳米迈进，这中间差了整整9个台阶，按每个台阶4～5年的差距，尚需40年的追赶。建议我们国家还是要坚持以经济发展为主，经济投入以基础设施...