光刻机的一举一动都会牵动整个中国人的心，因为大家都知道，没有高端的光刻机，我国是很难做出性能一流，媲美世界顶级厂商的芯片，自然也就失去了顶级客户。近日，美国商务部工业安全局（简称BIS）在其官方网站发文表示，将光刻机及相关核心技术等新兴技术添加到《出口管理条例》，并重点列入到商务管部管制清单中，这一举措，再次引起了热议，敦促中国加快研发光刻机技术的步伐，下面闪德资讯编辑就带大家来了解下光刻机的来龙去脉。

光刻机的作用就是造芯片的，至于为何美国在近期又发出这样的消息，商务部表示：“此举是为了支持关键及新兴技术这一国家战略。”。据美国商务部网站公布的消息，为了支持《关键技术和新兴技术国家战略》，商务部长威尔伯·罗斯说，商务部完全支持总统的战略，并且已经对新兴技术实施了一系列出口管制。

罗斯部长表示：“关键技术和新兴技术国家战略是保护我们国家安全并确保美国在军事，情报和经济事务上保持技术领先地位的关键路线图。在特朗普总统的领导下，商务部已经对包括光刻机等超过三十二种新兴技术实施了控制，我们将继续评估和确定需要控制的技术。”

早在2020年10月5日，美国商务部工业与安全局就发布了最终规则，在BIS的《出口管理条例》商业控制清单中增加了六种最新开发或开发的技术。新控制的技术包括混合材料的制造、计算机等数控工具、特定的计算光刻软件以及用于5nm生产的晶圆核心技术（其实就是光刻机）……

据了解，在新的清单中，美国加入了一条，对软件的限制使用，不只是光刻机被限制，如今已扩展到EUV光刻所需的特定软件，为制造芯片使用的计算光刻软件是不可或缺的，制造芯片需要的3D效果、掩模阴影、照明方向效果、远距离眩光效果、抗蚀剂中的随机效果、源掩模优化等光刻出来的图案必须需要该软件才能显示，这个软件至关重要，老美这招是完全不希望中国光刻机技术能突破，“锁死”的节奏。

本次清单还特别提到了用于5nm生产控制的晶圆精加工技术，该规则添加了控制用于高端集成电路基板生产的技术，5nm技术无疑是未来两年电子产业尤其是手机行业的主流。

在美国发布消息后不久，国际清算银行于2020年8月27日要求就基础技术的识别征询公众意见，公众意见征询期持续到2020年11月9日，具体情况届时即可揭晓。

为了进一步增加管控的力度，美国这次还提到，除了对于企业确保遵守出口管制法规之外，新受控技术的发布对中国尤其重要，因为，企业只有取得美国许可才能使用技术，任何与芯片设计，测试、制造、开发、生产或制造任何管制品并接受外国投资的美国企业，都必须向CFIUS提交强制备案，如果未进行强制性备案，可能会受到重罚，这次范围扩大到任何可能接受外国投资的美国企业，这个条例可能考虑到中国资本对美国企业的并购方面，美国的强硬态度无疑给中国光刻机市场蒙上了一大团乌云，但是中国并不会坐以待毙。

近日最受关注的新闻无疑是美国新禁令的生效，2020年9月15日，经过长达120天的缓冲之后，美方关于华为的禁令已经开始正式生效。如今台积电已经无法给华为代工芯片，业内也传出华为自己研发光刻机技术的消息，但是，核心技术的研发非一日之功，做好持久战的心理准备。

就在美国禁令生效第二天，中科院就对外表示，为了打破外围垄断，中科院已经从两大方面进行部署。其一，科学院将会加大对超级计算机领域的投资力度；其二，在未来，我国将把高端轴承、光刻机等需要依赖进口的关键材料与技术列入科研清单。中科院院长白春礼对外表示，目前，中科院将会集中全部力量来攻克光刻机等重点技术。在未来的十年内，让中国进入创新国家前列，并且在2050年成为世界科技强国。

目前，我国每年进口的芯片数额超级庞大，据中国海关数据统计，2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元，远超排名第二的原油进口额。虽然还是受制于进口，但是去年的芯片进口较前一年进口额减少80亿美元，同比下降2.6%。

国内的芯片企业正在发力，势头正猛。天时地利人和，随后不久，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，继续支持国产芯片研发，根据国务院发布数据显示，2019年我国芯片自给率为30%左右，2025年要达到70%，这40%的缺口可能得主要依靠中国自己的光刻机技术制造芯片了。

光刻机是芯片制造的核心设备，通常情况下，光刻机可以刻芯片，也可以封装芯片，还能有投影的功能。在加工芯片的过程中，光刻机通过一系列的光源能量、形状控制、光刻等技术手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图精准刻在硅片上，形成有特定线路的晶圆。

光刻的流程包括硅片表面清洗、烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、曝光、后烘、显影、硬烘和激光刻蚀等，光刻后的芯片还得涂胶和二次曝光，对于光刻机技术的评估关键就是工艺，越复杂的芯片，线路图越多，同样面积的晶圆上，光刻的工艺更厉害，波长也要求更多了，我们说的7nm、5nm，甚至是3nm，这样的线路制造，自然需要更短的光波了。

光刻机工艺技术在不断升级，包括光源技术，曝光技术和方式，光刻机技术难度制造是很大的，同时在芯片上光刻也很复杂，光刻工艺是芯片制造的核心环节，也是占用时间比最大的步骤。据了解，光刻机是目前晶圆制造产线中成本最高的半导体设备，占比整条芯片设备成本32%。

一颗芯片在制造中的成本占比是最大的，这也就是为什么台积电能有那么高市值的原因。芯片在光刻光刻、刻蚀、抛光等任何步骤都不能出错，都是要求很严格的，造芯片说成头发丝上雕刻，一点都不为过。

在高端的光刻机市场上，ASML和尼康、佳能是领导者，应用材料、东京电子、泛林半导体、科磊半导体、迪恩士、日立高新、泰瑞达、爱德万，还有中国的上海微电子等均有一定的客户群体，各有特色。

光刻机的结构包括测量台、曝光台、激光器（这是光源核心设备）、光束矫正器、能量控制器、遮光器、能量探测器、掩模版、掩膜台、物镜、内部封闭框架、减振器等等，这些技术大部分来自美国和欧洲。

ASML光刻机设备近万个的零部件中，九成的都依赖外购，光源来自于美国Cymer，光学模组来自德国蔡司，计量设备来自美国是德科技，传送带则来自荷兰VDL集团，核心技术依旧在美国，ASML扮演的是零部件的组装角色。以7nm为例，一台7nm的极紫外线光刻机，分为13个系统，30000个分件，大部分器件来自美国。

目前，最新进的是超紫外光技术，ASML是全球EUV光刻机的唯一供应商，ASML制造机器所需的零部件，有五分之一是在美国工厂生产的，这就是为何美国可以控制ASML。ASML几乎垄断了全球14纳米以上高端光刻机，特别是7纳米以上的光刻机更是绝对垄断地位。ASML有一个非常奇特的规定，那就是只有投资ASML，才能够获得优先供货权，ASML也可以说是不折不扣美系资金企业，美国自然也会支持其发展。

ASML的股东有很多来自美国控制的公司，英特尔、格芯、台积电（也是美国资本控制），ASML虽然是一家位于荷兰的公司，但是它的崛起却是美国扶持的结果。上世纪90年代末，为了发展下一代光刻机技术EUV，美国几乎是以举国之力组建了一个技术联盟，名叫EUV LLC联盟。联盟中有英特尔、摩托罗拉、AMD、IBM等，当时有个条款，其中这样说，ASML要保证产能优先满足美国本土要求，保证50%以上的零部件从美国采购，接受美国的定期审查等等，这算得上是卖身条款了。

看完就知道为何美国可以这么牛掰控制光刻机出口了，近日，虽然ASML发布消息称，中国可以进口光刻机，但是是低端的光刻机，也就是14nm制程上的几乎不可能进口了。光刻机曝光系统最核心的部件之一是紫外光源，常见光源分为深紫外光（DUV），极紫外光（EUV），两者性能相差很大，DUV只能用于248nm至193nm芯片，而EUV能用户3 到 15 nm芯片。允许进口的是DUV，这也是低端的机器了。目前，ASML的最牛的光刻机可以做到3nm制程芯片了，差距的确不小。

国内的光刻机龙头是上海微电子，上海微电子目前量产的只有90nm的光刻机，虽然28nm和22nm的机器也已经取得突破，但还是样机。上海微电子突破22纳米之前，国产的光刻机一直保持在制造90纳米技术，但是未来国产光刻机技术是有进步空间的，还是很期待的。

尽管差距不小，但是笔者有理由相信，我国的光刻机前景广阔，因为美国对我们进行先进设备和技术封锁，只会让我们集中力量加大对关键领域的投入，未来更自主的技术会不断出现。

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