本帖最后由 張麻子 于 2020-9-25 09:17 編輯
國內(nèi)芯片現(xiàn)在被美國卡脖子,，其中很重要的原因的是國內(nèi)沒有足夠先進的光刻機,。光刻機，如同車間中車床的作用,，又好比是整棟大樓的根基,。
光刻機一直是中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟肋，小編之前一直以為是起步太晚,、起點太低,，但今天看到一則“會議消息”，其實我們在40多年前就已經(jīng)提出要發(fā)展光刻工藝,，那么是什么原因導致我們這些年一直在原地踏步呢,？這背后，是一部國產(chǎn)光刻機發(fā)展的血淚史—— ![]()
1977年5月14～19日,，受四機部委托,，上海大規(guī)模集成電路會戰(zhàn)組主持召開本次會議,，出席會議的有來自全國光刻機研制、使用的42家單位代表共67人,。
事實上,，我國發(fā)展光刻機的歷史，可以追溯到上個世紀,�,；仡欀袊雽w設備的發(fā)展歷史,可以用三個詞來概括，即 “起步早,、門類全,、發(fā)展曲折”。
其中,，起步早指的是我國從上世紀50年代中后期開始研制鍺工藝半導體設備,，60年代初中期自行制造我國第一條1Gz鍺半導體三極管單機自動化生產(chǎn)線，60年代中期即研制了35mm圓片,、10m線寬水平的硅平面工藝半導體設備,。
70年代末至80年代，我國就已研制了電子束曝光機,、分步重復光刻機,、超純水處理系統(tǒng)等一批高水平的半導體設備。
起步不晚
我國光刻機的歷史,，則可以追溯到1966年,。
1966年，109廠與上海光學儀器廠協(xié)作,，研制成功我國第一臺65型接觸式光刻機,，由上海無線電專用設備廠進行生產(chǎn)并向全國推廣。
1974年9月,，第一次全國大規(guī)模集成電路工業(yè)會議召開,，國家計委在北京召開《全國大規(guī)模集成電路及基礎材料攻關大會戰(zhàn)會議》，擬定的目標是【1974～1976年期間,，突破大規(guī)模集成電路的工藝,、裝備、基礎材料等方面關鍵技術】四機部組織京滬電子工業(yè)會戰(zhàn),，進行大規(guī)模集成電路及材料,、裝備研發(fā)，突破超微粒干板,、光刻膠,、超純凈試劑、高純度氣體,，磁場偏轉電子束鍍膜機等材料,、裝備,。1975年12月，第二次全國大規(guī)模集成電路會議在上海召開,。1977年1月,，第三次全國大規(guī)模集成電路會議在貴州召開。
1977年5月,，在江蘇吳縣（今蘇州吳中區(qū)）召開了光刻機技術座談會,，四十二個單位67名代表出席了本次會議。會上指出,，改進光刻設備,、光刻工藝是目前大規(guī)模集成電路會戰(zhàn)和提高電路質量的一個重要方面，為了在半導體器件和集成電路方面盡快趕超世界水平,，代表建議組建全國光刻機技術協(xié)作攻關組織。
在當時,，未來的光刻機霸主ASML仍未成立,。
光刻技術經(jīng)歷了接觸式光刻機，接近式光刻,，分步重復式等倍投影光刻,，步進式縮小投影光刻,步進掃描式投影光刻等典型光刻技術過程。
70年代初,，美,、日等西方國家分別研制出多種型號的接近式光刻機，為了適應我國大規(guī)模集成電路制造技術當前的發(fā)展需要,，1978年,，中科院半導體所開始研制JK-1型半自動接近式光刻機。
圖：JK-1型光刻機整機照片
1980年,，JK-1型接近式光刻機完成所級鑒定,。1981年完成第二階段工藝試驗，并進行模擬4K和16K動態(tài)隨機貯器器件的工藝考核試驗,。
同年,，上海光學機械廠的研制的JKG—3型光刻機通過鑒定與設計定型，該機型是我國第一代半自動接近式光刻機,。
另外,該廠仍研制出JKG一2型大面積光刻機,、JKG一IA型、JKG一ZA型,、JKG一3A型機等-JKG3型光刻機,。
1982年10月，109廠,、哈爾濱量具刃具廠,、阿城繼電器廠共同研制的“KHA75-1型半自動接近接觸式光刻機”獲第一機械工業(yè)部科技工作一等獎,。
由于適應性強、功能齊全,、性能良好,，KHA75-1型是當時國內(nèi)比較先進的光刻設備，在某些重要指標（如掩模變形量等）上已達到日本CanonPLA500-F型的水平,。
伴隨著技術發(fā)展,，我國技術人員也漸漸意識到分步光刻機的重要性。根據(jù)八五,、九五期間我國微電子技術發(fā)展的要求,，迫切要相當數(shù)量的分步光刻機，而當時國際上一臺i線分步光刻機的售價是160萬美元,，一臺準分子激光DSW光刻機的售價是210萬美元,，一套g線DSW光刻機也要120萬美元，如果全部采用進口設備,，當時的財力也難以支持,。
在此背景下，1978年世界上第一臺DSW光刻機問世不久,，機電部第45所即開始跟蹤研究分步式光刻機,。
在六五期間，45所進行了BG-101型DSW光刻機的研究工作,，并于1985年成功研制出BG-101分步光刻機,，在當年年底通過了部級技術鑒定，該機的主要性能指標接近或達到美國GCA公司4800DSW系統(tǒng)的水平,。
1985年,，機電部45所研制出了分步光刻機樣機，中國科學院上海光學精密機械研究所研制的"掃描式投影光刻機"通過鑒定,，認為達到美國4800DSW的水平,，為我國大規(guī)模集成電路專用設備填補了一項空白。這應當是中國第一臺分步投影式光刻機,，中國在分步光刻機上與國外的差距不超過7年,。
逐漸落后
不過，也正是到了八十年代,，國內(nèi)的光刻機的發(fā)展因為內(nèi)因和外因,，開始逐漸停滯。
內(nèi)因是,，中國開始大規(guī)模引進外資,，有了“造不如買”的思想。光刻技術和產(chǎn)業(yè)化,，停滯不前,。
中國速度帶來的弊端是讓一些邊緣科研,，長期限高投入項目，中短期看不到經(jīng)濟增速的重點工作被砍掉,。這是歷史進程的必然,，抓重點一直是中國人的優(yōu)勢，抓高速增長我們做的很好,，就勢必會丟掉一部分收益較低的,，集中資源解決問題。
到了九十年代,，光刻光源已被卡在193納米無法進步長達20年,，這個技術非常關鍵，這直接導致ASML和臺積電在線如此強勢的關鍵,。中國才剛剛開始啟動193納米ArF光刻機項目,，足足落后ASML20多年。
而外因是,，對于光刻機的技術限制,，早在我國開始研發(fā)光刻機時就已開始。
由于分步光刻機對IC的發(fā)展乃至微電子技術的發(fā)展有很重要作用,，西方發(fā)達國家一方面自己拼命發(fā)展這種設備,，另一方面又對我國實行限制和禁運,，企圖永遠抑制我國電子工業(yè)的發(fā)展,。
除價格昂貴以外，巴統(tǒng)不批準向我國出口先進設備,，國外工藝線已用0.5μm的機器的時候,，卻只對我國出口1.5μm的機器，整整差了三代,。此外,，在80年代，巴統(tǒng)規(guī)定對我國出口的DSW光刻機,，鏡頭NA必須小于0.17,，即只能有2μm以上的分辨率。
巴統(tǒng)即成立于1949年的巴黎統(tǒng)籌委員會,，是美國與其北約盟友建立起來的出口管制機構,，也是瓦森納協(xié)定的前身。
其實在巴統(tǒng)建立初期,，中國并不在其管制范圍之內(nèi),。但后來隨著美國對日態(tài)度和亞洲形態(tài)的重新估量，最終在1952年將中國列入了管制的范疇,。列入被限制的有軍事武器裝備,、尖端技術產(chǎn)品和稀有物資等三大類共上萬種產(chǎn)品,。
盡管面臨巴統(tǒng)的限制，時間走到80年代中后期的時候,，由于造不如買的思想開始盛行,，"貿(mào)工技"風潮一時盛行，在集成電路等產(chǎn)業(yè)也漸漸與國外脫節(jié),。
等到2000年后,，國家科技部組織實施“十五”863計劃“100nm分辨率193nmArF準分子激光器步進掃描投影光刻機”重大項目的研制與攻關,計劃在2005年完成試生產(chǎn)樣機,2007年小批量生產(chǎn)。
而在2002年,，臺積電已提出了浸入式193nm技術方案,。
奮起直追
好在，伴隨著中國半導體技術的日漸發(fā)展,，在光刻技術領域,，也逐漸開始重視、發(fā)展起來,。
2002年國家在上海組建上海微電子裝備有限公司(SMEE)承擔“十五”光刻機攻關項目時,，中電科45所將從事分步投影光刻機研發(fā)任務的團隊整體遷至上海參與其中。2008年國家又啟動了“02”科技重大專項予以銜接持續(xù)攻關,。
過幾年的努力,，自主設計、制造和集成的國內(nèi)首臺100納米投影光刻機樣機研制取得成功,，使國內(nèi)高端光刻機的水平有了重大突破,，并為國家02科技重大專項高端光刻機項目的持續(xù)實施奠定了良好基礎。
通過“十五”光刻機專項攻關的初步成功和國家“02”科技重大專項多年的實施,，SMEE掌握了光刻機多項關鍵技術,，成為世界上繼歐洲和日本3家光刻機公司之后的少數(shù)掌握高端光刻機的系統(tǒng)設計與系統(tǒng)集成測試技術的公司。
目前,，中國光刻機技術與國外相比,，差距依然巨大。然而在一些自主技術領域,，已經(jīng)取得相關突破,。
華卓精科生產(chǎn)的光刻機雙工件臺，打破了ASML公司在光刻機工件臺上的技術上的壟斷,，成為世界上第二家掌握雙工件臺核心技術的公司,。
2018年5月，清華大學機械工程系教授朱煜在接受華璋資本調研時表示,，其生產(chǎn)的雙工件臺打破ASML在工件臺上的技術壟斷,，是世界上第二家掌握雙工件臺核心技術的公司，而且在全球能單獨供應工件臺的也只有華卓精科。
在今年年中,，上海微電子裝備 (集團)股份有限公司披露,，將在 2021-2022 年交付第一臺 28nm 工藝的國產(chǎn)沉浸式光刻機。國產(chǎn)光刻機將從此前的 90nm工藝一舉突破到 28nm 工藝,。
光刻機整機與分系統(tǒng)匯聚了光學,、精密機械、控制,、材料等領域大量的頂尖技術,，很多技術需要做到工程極限。
盡管我國在相關技術領域已取得突破,，但相對光刻機更多關鍵技術來說,，仍只是九牛一毛�,！奥仿湫捱h兮,，吾將上下而求索”，面對技術差距,，中國光刻機之路還很長,，加大對光刻機的投入，改善研發(fā)條件,，吸引人才,，也成為光刻機發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。
對于此,，機械社區(qū)公眾號的部分網(wǎng)友發(fā)表了各自的看法——
一句造不如買,，徹底斷送了大飛機，汽車,，電子……無數(shù)行業(yè)的根基,。
@滄海一聲笑
SMEE的就是吹牛,。幾大關鍵部件都是零打碎敲弄來的,。我就問一個：既然100nm機器“成功”了，怎么沒推向市場,？哪怕做不了高端芯片,，還可以用來做低端芯片啊,！真相是100nm根本沒成功,，套刻精度不行，沒有實用價值,！
@g
四十年過去了,，現(xiàn)在還在開會，哈哈哈
@晨曦
可能你不懂國企。,。,。
@Dellen
在企業(yè)和科研機構待過的人都知道什么問題，但就解決不了,！
很明顯有些制約要素就是不能改,！
這種人，才是一直搞不好的禍根
@西馳的列車
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發(fā)表于 2020-9-25 09:09:59
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問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
