光刻机(MaskAligner)是创造微机电、光电、二极体大规模集成电路的重要 设施 。一台光刻机重要包含了曝光系统和对准系统两个 部分 。光刻机 能够利用曝光系统发射出的紫外线通过模版去除晶圆表面的 掩护膜，将器件或电路 构造暂时“复制”到硅片上 。依据工作 模式，光刻机又可分为两种 。第一种是模板与图样大小 统一，曝光时模板紧贴晶圆的ContactAligner 。第二种则是利用 类似投影机原理， 能够 获得比模板更小的曝光图样的Stepper 。

让我们先将时光倒回到2018年的12月，不晓得大家还记不记得有过这样一条新闻：荷兰光刻机创造公司ASML对外 声称，其重要的元器件供给商Prodrive工厂于12月1日突生大火 。ASML估计2019年年头的的供货将 受到延期 。

当时，ASML全年的光刻机产量在18台左右，而国内 驰名集成电路创造企业中芯国际曾在2017年 顺利 预约ASML公司1台制程为7nm的EUV光刻机订单 。这场意外的火灾外加当前重重的外交因素，招致这台光刻机直至今日都未交付给中芯国际 。 只管中芯国际已经 主宰了7nm工艺的 利用，但是却因为迟迟未到货的光刻机而 无奈投产，这给中国的半导体领域，特殊是芯片创造产业带来了 硕大的 挑战 。

难道中国不能创造光刻机？我 能够先明确地告诉你 能够，但是许多复杂的大国博弈、行业历史以及技术差距还需求在后文中为大家 详尽地进行介绍 。始于冷战，却未随之而终

在第二次世界大战 结束后，环绕着美苏两大巨头 构成了两大 营垒，并进入了 家喻户晓的冷战 时代 。当时，美国及其西欧盟友为了 预防以苏联为首的红色 营垒进展高端武器，包含美国、英国、日本、法国、澳大利亚在内的十七个国家于1949年11月在巴黎成立巴黎统筹委员会(简称巴统) 。 制约成员国向社会主义国家出口，包含军事武器配备、尖端技术产品和 罕见物资等三大类上万种产品 。

后来随着中美建交，冷战的 结束，欧美等国家看中了中国 宏大的劳动力优势以及低廉的劳工成本，便略微放松了对中国的军民用产品禁运，并于1994年4月1日正式将这个冷战 时代的协会 遣散 。

但好景不长，1995年，包含“巴统”17国在内的28个国家在荷兰瓦森纳召开了高层峰会 。1996年7月，以西方国家为主的33个国家在奥地利维也纳便正式 签订了以瓦森纳会议为 根底的《瓦森纳协定》 。自此，一份对中国 将来科技探究及进展走向影响深远的多国协定，正式开始 履行 。

《瓦森纳协定》，又被称为“瓦森纳 调度机制”，全名为《关于 通例武器和两用物品及技术出口操纵的瓦森纳 调度》 。这是世界重要的工业 设施和武器创造国在巴黎统筹委员会 遣散后于1996年成立的一个旨在操纵 通例武器和高新技术贸易的国际性组织 。协定中包含了两份清单 。一份是军民两用商品和技术清单，涵盖了先进 材料、 材料 解决、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事 设施、推动系统等9大类 。另一份是军品清单，涵盖了各类武器弹药、 设施及作战平台等共22类 。

而关于中国的半导体进展，因为《瓦森纳协定》的存在，从芯片设计到创造等多个领域，都 无奈猎取海外的先进技术 。就拿今日的主题——光刻机来说， 即便中芯国际 能够通过与比利时微电子探究 核心(IMEC)进行合作，买到二手的光刻机 设施，但中国企业必须期待IMEC 使用五年后 能力拿到手，因为这样才 相符《瓦森纳协定》中的要求 。举个例子，英特尔、三星、台积电2015年能买到ASML10NM的光刻机 。而大陆的中芯国际，2015年只能买到ASML在2010年生产的32NM的光刻机——五年 工夫关于半导体产业来说，已经 能够得到数次迭代了 。

除了不能买到最新的生产 设施之外，因为《瓦尔纳协定》中的条款 制约， 华侨工程师还不能进入到欧美等知名半导体公司的核心部门， 预防技术泄露 。中国的半导体产业， 因而受到了从生产 设施到人才积存的全方位 压抑 。直至今日， 即便中国企业 能够 主宰先进的工艺制程，也因 无奈得到先进的 设施而不能进行芯片的实际生产 。称霸世界半导体创造行业的巨头，ASML

当前 占有光刻机创造 威力的企业重要有荷兰ASML，日本尼康、佳能，德国SUSS、美国ABM,Inc.以及中国的上海微电子配备 。在这之中，尼康早年凭借相机方面的技术积存，猎取了来自IBM、英特尔、AMD、德州仪器的大量订单，与当时来自美国的行业龙头GCA 分庭抗礼，象征了日本半导体产业的腾飞 。但是，风水轮流转，因为国与国中间的商业及技术博弈，最后却让ASML这个曾经名不见经传的角色坐到了光刻机创造领域的王座上 。

在几十年前，ASML还只不过飞利浦电子旗下的一个合资小公司，全公司从老板到一般职员也惟独31位成员 。ASML在当时也没有正式的办公地点，公司上上下下全数挤在飞利浦总部旁边暂时搭建的板房之中办公 。ASML的名号甚至没有几个人 通晓，外出进行销售 会谈还得行飞利浦母公司的名义 。

但就是这么一家公司，成立仅二十年不到，就实现了技术的飞跃，掌控了各大晶圆代工厂的 是否 动工的生杀大权 。ASML甚至扬言道“假如我们交不出EUV光刻机，那么摩尔定律就将会停摆” 。

ASML的进展历史中 充斥了 机会和 挑战 。2003年，其联合台积电工程师林本坚研发“沉醉式光刻” 方案， 依附水会影响光的折射率这一特色，在2004年推出了132nm光源波长的光刻机产品，夺得了IBM、台积电等大客户的订单 。ASML也正是凭借132nm光刻机将当时仍在坚守干式微影157nm技术的尼康，打得气喘吁吁 。ASML也靠着这美丽的一仗，赢取了当时美国新生，主导极紫外技术的EUVLLC联盟的入场券，从而在之后的岁月中 获得了美方的大量软、硬件技术资源共享 。ASML更是在2013年以25亿美元高价，并购了一家名为Cymer的美国公司，因为其 占有生产EUV光刻技术所需大功率光源的 威力 。

纵观ASML的进展之路，甚至 能够称得上是 厄运 。 固然ASML在2004年的 顺利 获得了业界的关注，但尼康 依然是一个十分 壮大的对手 。有着“蓝色 巨人”之称的英特尔，在32nm工艺阶段时就独家采纳了来自尼康的光刻机产品， 即便是之前的45nm和之后的22nm，也采纳ASML和尼康同时供货的模式 。但因为尼康在 遭逢美国 封闭后，生产技术逐渐落后，创造效率也越来越显而易 看法落后于ASML 。最后，英特尔在新CEO上任后，还是将尼康提出了局 。尼康从此 一败涂地，只能退出IC光刻市场，其生产的光刻机在之后也重要 利用于三星、LG、京东方等企业的显示面板生产领域 。

固然，ASML在加入EUVLLC联盟之后也没闲着 。在2015年，ASML推出了第一台可量产的EUV样机 。这台重达180吨、价格高达1.2亿美元的巨无霸 交融了欧美供给链厂商的零部件，也正式确立了ASML在光刻领域的垄断地位 。光刻机我们也能造，但是…

我在上文提到了几家公司，其中之一的上海微电子配备，即SMEE，就是一家来自中国的光刻机创造企业 。

SMEE成立于2002年，重要从事半导体配备、泛半导体配备以及高端智能配备的设计创造销售，其中光刻 设施是公司的主营业务 。当前公司光刻机 能够 利用于集成电路产业链中晶圆创造、封装测试，以及平板显示、高亮度LED等领域 。

你没看错，SMEE生产的光刻机是 能够用于晶圆创造的，也就是我们通常说的芯片生产 。但是SMEE生产的IC前道光刻机与世界当前的先进水平相比还存在差距 。上海微电子可量产的光刻机中性能最好的最高可实现90nm制程节点，而来自ASML的EUV3400B制程节点则 能够达到5nm 。究其缘由，重要是光刻机生产中的许多先进的周密零部件我们是 无奈通过欧美日等发达国家拿到的，而我们自主生产的紫外光源、光学镜片、工作台等配套设施却不尽如人意，其中紫外光源当前实现了45nm小批量生产，工作台精度达到了28nm，但要追赶世界主流水平依旧有很长的一段路要走 。

我相信大家还记得，在今年年头，许多媒体以及硬件 爱好者在网络上为大家 展示了一款来自兆芯的KX-U6780A 解决器，并对性能等方面进行了 有关测试 。这款 解决器基于兆芯自主研发的陆家嘴X86架构，兼容Windows操作系统， 存在8核心8线程，频率为2.7GHz，单精度浮点性能达到172GFLOPS，在办公方面的体验甚至强于曾经主流级别的酷睿i5-7400 解决器，实现了我国在民用 解决器市场的 硕大 打破 。但是这款 解决器在生产时 使用的却是来自台积电的16nm工艺，也就是说，假如台积电在美国的压力下断供兆芯， 即便我们有着高水平的芯片设计 威力，也 无奈将这些产品落地进行量产 。

只管 情势严重，但好 信息也不是没有 。就在本月的月初，上海微电子配备( 集团)有限公司正式对外披露，其将在2021-2022年交付第一台28nm工艺的国产沉醉式光刻机 。 固然28nm相比国际上主流的7nm以及更先进的5nm还有几代的差距，但是从90nm到28nm所实现的技术跃迁， 意思已经是十分重大了 。半导体之路，还要 接续走下去

这么多年来， 只管我们向来受到国外的技术 封闭，不也走过来了么？就拿离我们 比较近的一个例子来说，2015年2月18日美国商务部发表布告称， 使用了两款英特尔微 解决器芯片的天河二号系统和早先的天河一号A系统，“被认为是用于核爆炸 运动” 。4月，奥巴马政府即 宣告，决定禁止英特尔向中国4家国家超级计算机机构 销售“至强”(XEON)芯片 。

但是在第二年，中国 占有 彻底自主 常识产权， 使用RISC架构国产 解决器的神威太湖之光，便以更强的性能和更低的功耗登顶世界超算TOP500，实现了超算领域的重新技术 打破 。

而在芯片创造以及光刻机领域，我们同样有很长的一段路要走，也必须得 保持走下去 。