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2002年SMEE成立，是中國政府為了填補光刻機(jī)空白而立項。上海微電子裝備公司總經(jīng)理賀榮明去德國考察時，有工程師告訴他：“給你們?nèi)讏D紙，也做不出來。”賀榮明幾年后理解了這句話。
光刻機(jī)，被稱為現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花，其制造難度之大，全世界只有少數(shù)幾家公司能夠制造。其售價高達(dá)7000萬美金。用于生產(chǎn)芯片的光刻機(jī)是中國在半導(dǎo)體設(shè)備制造上最大的短板，國內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口。
在能夠制造機(jī)器的這幾家公司中，尤其以荷蘭（ASML）技術(shù)最為先進(jìn)。價格也最為高昂。光刻機(jī)的技術(shù)門檻極高，堪稱人類智慧集大成的產(chǎn)物。
“十二五”科技成就展覽上，上海微電子裝備公司（SMEE）生產(chǎn)的中國最好的光刻機(jī)，與中國的大飛機(jī)、登月車并列。它的加工精度是90納米，相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)。國外已經(jīng)做到了十幾納米。
光刻機(jī)制造難度有多大？
光刻機(jī)跟照相機(jī)差不多，它的底片，是涂滿光敏膠的硅片。電路圖案經(jīng)光刻機(jī)，縮微投射到底片，蝕刻掉一部分膠，露出硅面做化學(xué)處理。制造芯片，要重復(fù)幾十遍這個過程。
位于光刻機(jī)中心的鏡頭，由20多塊鍋底大的鏡片串聯(lián)組成。鏡片得高純度透光材料+高質(zhì)量拋光。SMEE光刻機(jī)使用的鏡片，得數(shù)萬美元一塊。
ASML的鏡片是蔡司技術(shù)打底。鏡片材質(zhì)做到均勻，需幾十年到上百年技術(shù)積淀。
“同樣一個鏡片，不同工人去磨，光潔度相差十倍。”SMEE總經(jīng)理賀榮明說，他在德國看到，拋光鏡片的工人，祖孫三代在同一家公司的同一個職位。
另外，光刻機(jī)需要體積小，但功率高而穩(wěn)定的光源。ASML的頂尖光刻機(jī)，使用波長短的極紫外光，光學(xué)系統(tǒng)極復(fù)雜。有頂級的鏡頭和光源，沒極致的機(jī)械精度，也是白搭。光刻機(jī)里有兩個同步運動的工件臺，一個載底片，一個載膠片。兩者需始終同步，誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動，加速度跟導(dǎo)彈發(fā)射差不多。賀榮明說：“相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落，始終齊頭并進(jìn)。一架飛機(jī)上伸出一把刀，在另一架飛機(jī)的米粒上刻字，不能刻壞了。”而且，溫濕度和空氣壓力變化會影響對焦。“機(jī)器內(nèi)部溫度的變化要控制在千分之五度，得有合適的冷卻方法，精準(zhǔn)的測溫傳感器。”賀榮明說。SMEE最好的光刻機(jī)，包含13個分系統(tǒng)，3萬個機(jī)械件，200多個傳感器，每一個都要穩(wěn)定。像歐洲冠軍杯決賽，任何一個人發(fā)揮失常就要輸球。
據(jù)cnBeta、環(huán)球網(wǎng)、快科技等多家媒體證實，近日長江存儲從荷蘭阿斯麥（ASML）公司訂購的一臺光刻機(jī)已抵達(dá)武漢。這臺光刻機(jī)價值高達(dá)7200萬美元，約合人民幣4.6億元。
另據(jù)日經(jīng)亞洲評論（Nikkei Asian Review）上周報道，中芯國際也向阿斯麥下單了一臺價值高達(dá)1.2億美元的EUV（極紫外線）光刻機(jī)。這臺機(jī)器預(yù)計將于2019年初交貨。
雖然是買別人的東西，但是這兩條信息還是足夠令國人興奮，畢竟這種機(jī)器咱們造不出來，人家不賣給咱們，自己的芯片制造就搞不定。
上面這個就是ASML光刻機(jī)的截面圖，這臺機(jī)器價值不菲。事實上中國的芯片制造商們要想量產(chǎn)7nm及其以下的工藝的芯片，就必須引入EUV光刻機(jī)。
目前全球只有一家企業(yè)在光刻機(jī)市場上占據(jù)了80%的份額，就是處于荷蘭的ASML，旗下所研發(fā)的EUV光刻機(jī)曾售價高達(dá)1億美元一臺，而且還不一定有貨。皆因每臺光刻機(jī)的裝配大約需要50000個零件左右，預(yù)計ASML2018年面向全球的產(chǎn)量僅為12臺，也就是1個月只能有1臺出售給半導(dǎo)體廠商。國際上著名的芯片制造商如Intel、臺積電、三星都是它名下的股東。
