国内芯片突破！与荷兰光刻机完成联机！国内已可生产7nm芯片？

国内芯片突破！与荷兰光刻机完成联机！国内已经可生产7nm芯片？

为了打压中国 科技 兴起步伐，美方已经将国内众多科研机构以及 科技 公司列入了禁令名单，这点已经是大家清楚的。

打压的前提就是我们使用了这些技术，并且在某些方面已经威胁到了美方，因此我们可以将这份名单，从某种意义上来看作是一分光荣榜。

而在这份“光荣榜”上，华为和中兴国际是芯片领域的巨头，对于美方来说，对于华为最为头疼的就是华为的5G研发，和芯片设计。

就截止目前为止，华为方面5G专利已经超过了3100份，如此庞大的5G专利数量，就是美方举国内所有 科技 企业的5G专利数量加起来都达不到，这是其一。

其二，在芯片方面，华为海思除了能够设计研发最先进的5G芯片之外，其次还是中国两大安防企业海康和大华的最大合作伙伴，每年为其提供芯片，而所谓的“信息安全”是美方愿意看到的吗？

因此美方只能强力地对华为方面进行打压。

中芯国际呢？则与华为方面不同，就国内而言，中芯国际是最强的芯片制造企业，中芯国际CEO梁孟松说过，中兴国际目前14nm良品率已经达到了业界先进水平，7nm芯片也已经完成了研发，明年就可以进行风险量产。

而在美方呢？最大的芯片制造企业就是英特尔，但是目前英特尔在国际上地位逐渐势微，并且7nm芯片量产两次延期，如果这么看的话，中兴国际说不定要比英特尔方面还要快速量产7nm芯片，这也是美方打压中芯国际的原因。

可以这么说，华为是因为信息安全，以及芯片设计被美方打压，那么中芯国际就是在制造方面被美方打压。

这让我们知道了，如果国内想要实现突破，首先芯片制造的设别要跟上，其中包括现在网上最常说的光刻机、刻蚀机、离子注入机、涂胶显影机等等，这么多的设备，国内想要视图突破的难度可想而知。

曾经荷兰ASML公司说过，就算是将图纸给了国内，国内也造不出来，此言何其狂妄，不过也是事实，而国内一直没有放弃，一直在尽力追赶。

并且现在已经有了突破，上海微电子称，国产28nm光刻机即将交付，并且通过多次曝光技术，还可以用这台机器生产7nm芯片，也就是说7nm芯片，国内已经基本吃成为定数。

中微半导体的5nm刻蚀机，已经交付台积电方面进行使用，离子注入机也已经研发成果，一切都在有条不紊地进行着。

一切都变得越来越近，2021年1月7日，芯源微表示涂胶显影机已经实现突破，目前正在与荷兰ASML、佳能、上海微电子的光刻机实现联机试用。

涂胶显影机在芯片制造中是必不可少的一环，主要用于在光刻机之前，对晶圆进行涂光刻胶，这一步决定了此后光刻机进行光刻的成品率，此前该技术一直被美方与日本巨头垄断，如今国内已经实现了突破，虽然目前可能依旧有着技术差距，但是好歹是成功了，我们也不再被垄断。

国内对于芯片研发的决心是巨大的，并且身后有国家扶持，此前国家大基金已经为半导体准备了4000亿资金用于研发，并且在税收方面也给予了扶持，此后国内半导体企业将越来越多，全面赶超美方。

在如此大环境下，国内必将快速实现突破，并且技术正在不断突破，或许在以后就将验证比尔盖茨的那句话，美方或许终将后悔，对此你怎么看呢？

近几年来，中国科技行业遭到国外的严重打压，尤其是电子芯片成为我国半导体领域最突出的短板，生产芯片最重要的设备是光刻机，世界上先进的光刻机主要由荷兰一家名为阿斯麦（ASML）的公司制造，市场占有率超过80%，而其中最先进的极紫外光刻机（EUV光刻），全世界只有ASML一家公司能制造。

ASML

ASML虽然是一家荷兰的公司，但是出口光刻机受到西方国家的严格控制，ASML的大股东包括美国因特尔、台湾积体电路制造（台积电）、韩国的三星、荷兰皇家飞利浦电子公司等等，其中因特尔占有股份大约为15%，台积电大约5%。

ASML的股份结构相当复杂，国际上众多大公司参股，使得ASML形成一个庞大的利益共同体，但是ASML受到《瓦森纳协定》的约束，中国也是被该协定限制的国家之一，一些敏感的设备和技术无法出口到中国。

光刻机是当今世界科技领域的集大成者，是人类当前科技的巅峰产物，ASML之所以能制造最先进的光刻机，也是因为特殊的股权结构，使得ASML能汇集当前各项前沿科技，整合各种零部件。

一台光刻机重达几十吨，包含十多万个零部件，每台机器从下单到交付要21个月，单价格超过1亿美元，即便这样买家还是排着长队，数据显示，ASML在2017年交付了12台光刻机，2018年18台，2019年26台，预计2020年达到35台。

电子芯片

第一台电子计算机诞生于1946年，位于美国的宾夕法尼亚大学，当时研究人员使用了18000个电子管，1万多个电阻和电容，6000多个开关，总重量30多吨，启动时功率高达150千瓦，运算能力为每秒5000次。

每秒5000次的计算能力，还远远比不上现在几块钱的掌上计算器，人类科技之所以有这么大的进步，就是因为有了芯片的发明，而芯片的发明者是美国人杰克·基尔比，他在2000年因此获得诺贝尔奖。

杰克·基尔比1947年毕业于美国伊利诺斯大学，然后就职于德州仪器，担任研发工程师，期间产生了一个天才的想法——把所有的元器件弄到一块材料上，并相互连接成电路。

杰克·基尔比很快付诸实践，并开始构思这个电路，然后以硅作为材料，制造出了人类第一个芯片，他把自己的想法告诉公司后，受到了公司的高度重视，次年，杰克·基尔就申请了专利。

利用杰克·基尔比发明的芯片，我们就可以把一台几十吨的计算机“装进”一个指甲盖大小的体积内，而且运算速度大幅提高，功耗大幅降低。

光刻机原理

光刻机的基本原理并不是机密，但其中的零部件不是谁都能制造的，以至于外国人对我们说“即便把光刻机的所有图纸给你们，你们也造不出来光刻机。”

制造芯片首先需要用到的材料就是高纯度硅，然后把硅切片得到晶圆，接下来就是高精度的晶圆加工，也是光刻机中的核心技术。

我们首先在晶圆上涂一层特殊的材料，该材料在光线的照射下会融化蒸发，于是我们使用绘制好图案的透光模板，经过特殊激光照射后，就能在晶圆表层的材料上刻出图案，然后用蚀刻机刻蚀晶圆，分化学刻蚀和电解刻蚀（比如用等离子体冲刷等等），而没有涂感光材料的部分将保留下来。

经过刻蚀后，晶圆表面就留下了很多凹槽，我们向其中选择性地掺入磷等元素，就能形成N型半导体；掺入硼等元素，就能形成P型半导体；掺入铜等元素，就相当于导线；三者按照一定的空间结构结合，就形成了PN结（PN结可以理解为一个开关），大量PN结按照一定方式进行组合，就能完成相应的数学运算。

实际当中，一块芯片的结构是三维的，在一层光刻和蚀刻完成后，需要清洗干净，然后再光刻和刻蚀下一层，这样一直叠加十几二十层，形成了立体的芯片，也就是这么一张小小的芯片，里面包含了数十亿、甚至上百亿个晶体管（晶体管包括二极管、三极管等等），比如华为麒麟990的晶体管数达到了103亿。

ASML生产的EUV光刻机，每小时能雕刻100多块晶圆，每块晶圆又能分割成许多个块芯片。

光刻机的关键技术

物镜制造技术

光刻机的原理并不难，但是要生产其中的零件并不容易，其中最昂贵且最复杂的零件就是投影物镜，由于芯片光刻的尺寸只有几纳米，所以对投影物镜的误差要求极高，一张直径30厘米的物镜，要求起伏误差不超过0.3纳米，相当于地球这么大的球体，要求表面凹凸不能超过10cm。

这样的精度要求，全世界只有德国的蔡司公司能制造，连日本尼康、佳能这样的透镜大厂也做不出来，更不用说中国的公司了。

光源技术

另外，光刻机中的光源也是一项难以攻克的技术难关，对于深紫外光（DUV）刻，使用的光源波长是193nm，这是光刻机中的一个技术分水岭，芯片发展曾经在193纳米光源停滞了十多年的时间，后来浸没技术缩短波长（原理是在表面镀上一层薄薄的水膜，利用光的折射现象，可以缩短光的波长），加上各项技术的改进，最终193nm光源可以把芯片制程推进到28nm，这也是深紫外光刻的极限。

极紫外光刻（EUV）使用波长更短的激光（13.5nm），相对于深紫外光刻，需要重新研发刻蚀材料、光刻胶、刻蚀工艺等等，对精度的要求进一步提高，目前只有荷兰ASML一家公司能制造极紫外光刻机。

而且西方国家对我国的技术打压是非常狠的，比如2009年的时候，中国上海微电子研发出90纳米的光刻机，在2010年西方国家就解除了90纳米以上的光刻机对中国出口的限制，2015年又解除了65纳米光刻机对中国出口的限制，让中国的光刻机技术发展完全失去市场。

在这样的情况下，中国芯片产业的发展举步维艰，光刻机包含的关键技术太多，一时半会我们是绕不过去的；其实中国并不缺乏人才，只不过人才要用到什么领域，需要政策引导才行，想到中国天眼FAST在2018年的一次网上招聘，年薪10万难觅驻地科研人才，让人感慨不已。

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