上海微电子光刻机在全球属于什么水平？

　　这个问题非常好，提到光刻机，不能不说这是国人心中一个深深的痛。
　　中芯国际（SMIC）为了发展最先进的7纳米芯片制造工艺，在2018年初，以1亿多美元向荷兰ASML订购了一台EUV紫外线光刻机。然而，近两年过去了，ASML受到美国的各种施压，迟迟不向中芯国际交付这一台高端光刻机。而我们没有丝毫办法，这不能不说是店大欺客，欺人太甚。
　　上海微电子（SMEE）作为国产光刻机唯一的提供商，在目前本土高科技发展，尤其是芯片被美国穷尽手段阻断的情况下，它的存在无疑成为国内芯片制造的唯一希望。
　　那么上海微电子在光刻机领域的实力究竟如何呢？
　　其实这里要先说明一下光刻机的分类，从用途上区分，其主要有四大类：制造芯片的前道光刻机，封装芯片的后道光刻机，制造LED/MEMS/功率器件的光刻机，以及制造TFT液晶屏的光刻机。
　　而上海微电子对这四种光刻机都有涉足，尤其是封装芯片的后道光刻机，其在国内具有80%的市场占有率，在国际上也有近40%的占有率，每年都有近60台的出货量。
　　其客户都是世界前十大封测工厂，比如国内的长电科技JCET，通富微TF，以及台湾的日月光半导体，这是非常了不起的成就。
　　上海微电子的研发实力也不容小觑，在光刻机领域的专利申请量有近3000项。在国内半导体设备厂商的综合排名中，位居前五名。
　　但是在半导体制造中，最核心的其实属于前道光刻机，其在半导体制造成本里占30%之多，中芯国际向ASML购买的EUV极紫外线光刻机就属于前道光刻机，可用于生产7纳米工艺的芯片。
　　而上海微电子目前可以提供的最先进前道光刻机，只能用于生产280纳米，110纳米和90纳米工艺的芯片。从这方面讲，上海微电子与世界前三大光刻机生产商ASML，佳能Cannon和尼康Nikon的差距，是非常巨大的。
　　除了上海微电子之外，中科院和华中科技大学都有对光刻机的研发，但这都停留在实验室的阶段，很难进入商用。
　　比如中科院号称开发出的＂22纳米光刻机＂，采用表面等离子技术，不同于EUV极紫外光技术，具有很大的缺陷，无法生产CPU和显卡GPU等电路非常复杂的芯片，这决定了，其无法进入商用领域。
　　华中科技大学国家光电中心甘棕松团队，利用双光束超衍射的技术，开发出的光刻机，目前仅能用于微纳器件的三维制造，距离进行集成电路芯片制造，还有很多技术需要攻克，更别提进行成熟的商用芯片制造。
　　由此我们可以看出，媒体上很多宣称打破国际封锁，开发出的几纳米光刻机，基本上距离商用都很遥远，有的甚至基于不同目的还偷换概念。
　　这从另一个侧面说明，上海微电子在国内光刻机领域，是唯一有希望进行更高端光刻机研发的企业，因此它的地位是无法替代的。
　　值得一提的是，从相关渠道了解到，上海微电子正在02专项的支持下，进行28纳米前道光刻机的研发，已经取得了很大的进展。从90纳米跨越到28纳米，如果能实现，也是一个了不起的进步，期待上海微电子的28纳米光刻机！
　　水平不高
　　但不空白
　　坚持研发
　　踏实前进
　　一步一步
　　后来居上
　　故，最终赶超一流
　　＃凌远长著＃
　　    如果说上海微电子的光刻机全球领先，大家都不会相信。荷兰ASML最新的光刻机为7nm制程工艺，即将量产5nm，上海微电子最新的量产光刻机是90nm，正在研发65nm光刻机。也就是说，我国的光刻机与世界先进水平还有很大的差距。
　　    真正的差距在哪里？
　　    上海微和荷兰ASML光刻机的差距，客观反映了我国和西方发达国家在精密制造领域的差距 。一台顶级光刻机的零部件，来自于西方不同的发达国家，美国的光栅和计量设备、德国的光学设备和超精密机械、瑞典的轴承、法国的阀件等等，最要命的是，这些顶级零件对我国是禁运的。
　　    荷兰ASML的光刻机，90%的关键设备来自于不同的发达国家，自己并不生产关键零部件，而是做好精准控制和集成，将13个系统的3万多个分件做好精准控制，误差分散到这13个系统中。上海微电子同样是一家系统集成商，自己并不生产关键零部件，所以在没有顶级零部件、没有突破关键技术的情况下，做不出7nm光刻机光刻机不是它的责任。
　　    有钱买不到？
　　    还有一个关键的问题，荷兰ASML的7nm EUV光刻机，处于垄断地位，全球只有ASML能够生产，而且产量有限，即便有钱也很难买到，原因有两点。
　　    原因一：ASML的合作模式
　　    ASML有一个独特的合作模式，只有投资了ASML，才能获得优先供货权，也就是说ASML要求客户先要投资它自己才行，通过这种合作模式，ASML从来不用担心钱的问题，包括英特尔、三星、台积电、海力士等都是ASML的股东，可以说大半个半导体行业都是ASML的合作伙伴。
　　    ASML的高端光刻机产量本来就不高，早早就被英特尔、台积电等这些公司预定了。
　　    原因二：技术封锁
　　    我国进口高技术设备时，无法绕开的一部法令是《瓦森纳协定》，美国和欧盟等国家都是其成员国，这是一部全球性的法令，我国就在被禁名单之内。这个协定也不是完全禁售，而是禁售最新几代的设备，比如2010年90nm以下的光刻机对我国禁售，2015年改成65nm。
　　    我国的晶圆厂中芯国际，早在2018年就从ASML成功预订了一台7nm EUV光刻机，先是因为ASML的合作伙伴失火，导致订单延期，无法交货，后是因为受到美国的牵制，荷兰不予签发许可证，所以，中芯国际至今仍然没有收到，其中的原因大家可以想一想。
　　    总之，在光刻机领域，我国与世界先进水平还有巨大的差距，而且光刻机的研发不能实现跳跃，没有突破65nm之前，是无法研发24nm的。同时，ASML向我国晶圆厂出售高端光刻机时，有保留条款，禁止给国内自主的CPU代工，比如给龙芯、申威等，但不影响给ARM芯片代工，很大程度上影响了自主技术和我国半导体产业的发展。
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　　从全球来看，处于最低档的水平，离最强的ASML应该至少有10年以上的差距。
　　为何这么说，目前上海微电子光刻机还是处于量产90nm的阶段，目前还在研发65nm，而ASML目前最牛的光刻机可用于生产5nm的芯片，具体的各个级别的光刻机分类如下：
　　如上所示，如果分为四类，分别是超高端、高端、中端、低端的话，上海微电子处于最低端，而这个技术，ASML10年前就有了，所以说离ASML至少是10年的差距，这还要ASML停留在原地等才行。
　　那么从90nm到5nm，从当前的芯片主工艺来看，至少可以分为65nm、40nm、28nm、20nm、16/14nm、10nm、7nm、5nm等。
　　而这些节点技术，有好几个台阶要上，首先是45nm的台阶，再到22nm的台阶，再到10nm台阶，再到7nm的台阶，真的是一步一个坎，有些坎几年都未必能够更新出一代来。而这些节点，真的是一步一台阶，越到后面越难，所以这个差距真的是非常大的。
　　网上一直流传着一句话，ASML曾说就算他公开图纸，别人也生产不出和他一样的光刻机来，因为光刻机的技术，很多是经验积累，并且和芯片制造厂商的合作一起研发，并不是靠着元件就能够解决的，而国内芯片制造技术本来就落后，这样无法强强联手，很难追上ASML。
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　　虽然说在光刻机领域中，上海微电子一直表现比较抢眼，但在市面上出售的光刻机，却着实有些令人感觉到差异，90nm的光刻机和荷兰ASML的7nm Euv的区别着实有点过大了。但是，这种＂憋屈＂，我们现在还得承受着，这是无奈之举。
　　我们得打破《瓦森纳协定》的束缚？
　　其实，我们知道，《瓦森纳协定》是成了禁锢我们发展的一大不可忽视的紧箍咒，不仅仅以美国为主的国家，极力的阻止我们在半导体领域的发展，还通过技术管制，让我们很难在技术中，得以进步。因为，最新的技术确实在美国等西方国家的技术钳制中！
　　因此，如果打破不了《瓦森纳协定》的束缚，我们在光刻机方面，还是会处于不小的压力，这才是我们必须要知道的。
　　光刻机，需要多种技术的集合
　　什么是光刻机？光刻机是我们在生产芯片中的重要部分，其实简单的解释是，将光罩上的设计好集成电路图形通过光线的曝光印到光感材料上。因此，镜头、分辨率、套刻精度都非常重要。
　　我们经常说的nm是什么意思呢？其实，就是光刻机在365纳米光源波长下（深紫外光），单次曝光最高线宽分辨力达到多少纳米。
　　我们知道，光刻机的曝光系统常见光源分为:紫外光（UV）、深紫外光（DUV）、极紫外光（EUV）等等，如今能够在EUV中有所作为的，可能只有ASML了。其实，ASML的成功是集众家之长，比如德国蔡司提供的镜头，美国公司供应的光源，也囊括了海力士、三星、英特尔等多家公司，因为它们是ASML的股东，这就是阿麦斯聪明之处，想优先获得我的光刻机，就得成为我的股东。
　　技术集合的困难，是我国光刻机发展的难点。其实，上海微电子的发展已经很不错了，我觉得我们可能需要的是，换一种思路，打破国际惯例的技术限制，这就比如武汉光电国家研究中心的甘宗松团队，成功研发利用二束激光，生产9nm工艺制程的光刻机一样，未来的限制只会被打破。
　　首先说下世界上生产光刻机的几个品牌
　　ASML
　　尼康
　　佳能
　　欧泰克
　　上海微电子装备
　　SUSS
　　ABM, Inc.
　　大家最熟悉的莫过于ASML了，经常有新闻报道这家人数不多的公司，每个高端光刻机的流向，都会引起人们瞩目，每一代高端cpu都离不开它的身影，而且有些型号还属于禁运品，可想而知它的重要性了。
　　下面我们说说国内的上海微电，由于各国对高端光刻机的控制，我国也于02年开始开发研制，主要提供90nm及以下的制造能力，还是面对低端市场，能很大解决国外垄断现象，提高我国芯片生产能力，主流的7nm生产工艺还主要在台积电，三星(只是使用方，没研发)手中，不过我们也是奋发图强，每年二三百台的出货量，大大提高我国芯片的竞争能力，如果分上中下三个等级的话，我感觉上海微电属于中等偏下水平，不过随着我们科技强国战略，这个等级还会随时变动，希望能造出超一流的设备，打造中国自己的高端芯片
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　　上海微电子在全球是＂全球第四＂的水平。
　　但事情就怕说＂但＂，一说这词，后面的话就没那么振奋人心了。
　　理由就是，如果把目光聚焦到技术含量最高，利润也是最高的高端光刻机市场，就会发现这个市场特别小，小到了四家生产商都太拥挤了。现在来看，实际上哪怕只有一家，也能够让这个高端光刻机市场正常运作下去。而且这个市场，现在也确实是一家独大的形势，荷兰ASML一家独揽了高端光刻机市场的大头，老二和老三的佳能和尼康还能捡点汤汤水水混个水饱，至于上海微电子这个老四，就真的是只能面对锃光瓦亮的锅碗瓢盆了！
　　现在在攀登最高端光刻机的道路上，老二和老三的佳能、尼康也是力不从心了，相继都宣布了不会去开发EUV光刻机，干脆地躺倒认输了。这或许给了目前第四的上海微电子机会，加把劲说不定就能变成第二了。
　　但在这这已经渐渐明朗的＂垄断＂行业中，龙头通吃的荷兰ASML会给上海微电子，以及另外两个输家佳能和尼康，还能留下什么就真不好说了。总之，光刻机的路上，老大荷兰ASML已经一骑绝尘，剩下三个难兄难弟能跑多快，能跑多远，都是只能挣亚军了，而且是没有奖金的亚军，因为在这个赛道上，只有冠军能拿到奖金。
　　上海微电子光刻机在全球属于什么水平？上海微电子光刻机在国内是最先进的光刻机研发制造企业，其前道光刻机能够实现90nm制程，在国内市场份额超过80%，并且也销往国外。但与国际先机光刻机相比，上海微电子光刻机却处于低端光刻机序列。
　　目前光刻机市场几乎被荷兰ASML、日本尼康和佳能、中国上海微电子设备集团四家所垄断。而在这里面，又分为三个档次，荷兰ASML垄断了高端光刻机市场份额，日本尼康和佳能处于中端但同时竞争中低端市场，而上海微电子只有低端光刻机市场。其中ASML采用13.5nm的光源，可以实现7nm的制程，未来还将会实现更小nm的工艺。而上海微电子目前只能实现90nm工艺制程，差距不小。
　　上海微电子集团成立与2002年，成立之初当时国外公司曾经嘲讽：＂即使把图纸和元器件全部给你们，你们也装配不出来。＂。然而上海微电子经过自力更生艰苦奋斗，硬是打脸了国外公司的脸，在2007年研制出了我国首台90nm制程的高端投影光刻机。
　　不过由于样机一出来因为采用了国外引进的高精度元器件，这时西方国家丑恶的嘴脸暴露了出来，摆出了《瓦森纳协议》共同对我国实现高精度元器件禁运。以至于到目前即使研究出更好的光刻机，要大量生产也受到了国内产业链的限制。但上海微电子硬是凭借一口气，还是又研制出了另外的光刻机出来，并逐渐在国内赢得了市场。
　　现在国内已经意识到光刻机相当重要的作用，中芯国际已经花了将近1.5亿美元引进ASML高端光刻机，但过去了两年还未能交货，因为国外有阻扰要得到这台高端光刻机会经过不少波折，最后也不知道能不能成。国内相关的机构也在重点突破光刻机技术，比如中科院光电所已经研究出光刻分辨力达22nm的技术，结合双重曝光技术可以实现10nm芯片的制造。
　　不过光刻技术攻克后，要实现光刻机量产还有不少的时间。特别是需要几万个零部件要达到高精准度的高端光刻机，其中的关键高精度零部件比如镜头、光源、轴承等，目前国内产业链还达不到，也需要联合攻关才能取得，这需要花费不少的时间。就如中科院微电子所院士所说，在光刻机方面国内与国外先进相比相差15-20年的距离。即使是国内最先进的上海微电子，也还有相当长的路要走。
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