七七笔趣阁

光刻机：用“光”雕刻芯片的“超级工匠”（第3页）

最早的光刻机很“简单”，就是把掩模版直接贴在涂了光刻胶的硅片上，然后用紫外线照射。这种方式就像盖印章，缺点很明显：掩模版和硅片接触容易磨损，精度很低，只能刻出几微米的线条（1微米=1000纳米），做出来的芯片功能很简单，比如早期的计算器芯片。

2. 成熟阶段：投影式光刻（1980s-2000s）

后来工程师们发明了“投影式光刻”，就像用投影仪把图案投到屏幕上，掩模版和硅片不接触，精度大大提高。这时候的光源用的是“紫外光”，波长从436纳米缩小到365纳米，再到后来的193纳米（DUV）。

到了2000年后，DUV光刻机成为主流，配合“浸没式技术”，把精度推到了7纳米。这个阶段，ASML、尼康、佳能三分天下，但ASML通过和台积电、三星等企业合作，逐渐占据了领先地位。

3. 巅峰阶段：极紫外光刻（EUV，2010s至今）

随着芯片要集成更多晶体管（比如苹果A17芯片有190亿个晶体管），线条必须更细，DUV的潜力挖尽了，EUV光刻机应运而生。ASML在2018年推出了第一台商用EUV光刻机，售价高达1.2亿美元，而且需要用40个集装箱运输，安装调试就要半年。

EUV光刻机的出现，让3纳米、2纳米芯片成为可能。目前全球只有ASML能造EUV光刻机，每年产量只有几十台，还得优先供给台积电、三星这些大客户。

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五、为啥我们造不出先进光刻机？三大“拦路虎”

我国在芯片领域一直面临“卡脖子”问题，先进光刻机就是最大的“拦路虎”之一。不是我们不想造，而是面临三个难以逾越的障碍：

1. 核心技术被垄断

EUV光刻机的核心部件，比如光源、反射镜、工作台，都被少数国家的企业垄断。比如光源来自美国Cymer，反射镜来自德国蔡司，工作台来自德国和日本的企业。这些企业不仅技术领先，还和ASML深度绑定，不会随便把核心技术卖给别人。

举个例子，德国蔡司的EUV反射镜，要经过100多道工序打磨，生产一片需要几个月，每年的产量只有几百片，全部供给ASML。我们想自己造，光打磨技术就得钻研十几年。

2. 工业体系不完善

光刻机是“全球工业的结晶”，需要一个庞大且精密的工业体系支撑。比如制造掩模版，需要超高精度的电子束刻蚀机；制造光刻胶，需要高端的化学合成技术；制造工作台，需要顶级的精密机械加工能力。

我国虽然是制造业大国，但在一些高端制造领域还存在短板。比如精密轴承、高端传感器、特种材料等，都需要依赖进口。没有这些基础工业的支撑，就算拿到了光刻机的设计图，也造不出合格的零件。

3. 外部限制多

由于国际环境的影响，我国企业想购买ASML的EUV光刻机受到很多限制。ASML的EUV光刻机里有美国的技术，根据美国的出口管制规定，卖给我国企业需要获得美国政府的许可，而目前这个许可很难拿到。

这就形成了一个“恶性循环”：没有EUV光刻机，我们就造不出先进芯片；造不出先进芯片，相关的研发投入和市场反馈就少，更难突破技术瓶颈。