作為集成電路產業的核心裝備，有人稱光刻機為“人類最精密復雜的機器”，光刻機作為芯片制造中最重要的設備，又被稱為“曝光機”，作為芯片制造的核心設備之一。其中光刻機就是利用紫外線波長的準分子激光通過模版去除晶圓表面的保護膜的設備，然后再將晶圓浸泡在腐化劑中，失去保護膜的部分被腐蝕掉后形成電路。

　　常用的光刻機是掩膜對準光刻，而一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。光刻機的好壞直接決定了可以制造什么級別工藝的芯片，由此可見其重要性。

　　而在今年，蘋果三星與華為都已經開始準備研制新的5nm的手機芯片了。 現在無論是蘋果的A14、高通的驍龍888芯片、還是三星Exynos 1080、麒麟9000等都代表著5nm芯片的業界最高水準。在5G以及移動領域可見，各廠商都在摩拳擦掌，5nm芯片看似以達極限，但未來芯片還將持續進步升級，乃至有更大的技術突破猶未可知，而其中的光刻機必定扮演著不可或缺的重要角色。

　　作為世界上最復雜的精密設備之一，事實上，除了芯片的生產，也有用于封裝的光刻，或用于LED制造的投影光刻。目前，我國高端光刻機基本上都是從荷蘭ASML進口。其實無論在高端芯片的制造還是設計上，芯片設計制造一條龍服務都被西方國家壟斷了，我國的這些產業目前正處于受制于人的地步。

　　光刻機全球格局

　　目前全球光刻機的主要廠商有：ASML、尼康、佳能、歐泰克、上海微電子裝備、SUSS、ABM, Inc.。高端的投影式光刻機可分為步進投影和掃描投影光刻機兩種，分辨率通常七納米至幾微米之間，高端光刻機號稱世界上最精密的儀器，世界上已有1.2億美金一臺的光刻機。

　   而高端光刻機堪稱現代光學工業之花，其制造難度之大，全世界只有少數幾家公司能夠制造。這些主要以國外品牌荷蘭ASML，日本Nikon和日本Canon三大品牌為主。

　　而在此之前，全球光刻機制造龍頭荷蘭阿斯麥爾(ASML)公司總裁就放言說，就算把圖紙公開出來，我們也永遠仿造不出頂級的光刻機。

　　其實ASML在世界同類產品中有90%的市占率，在10納米節點以下幾乎是有100%的市占率，幾乎壟斷了全球高端芯片制造核心。而他們公司的利潤也在前幾年達到了20-30億歐元，其他同業競爭的對手基本已無力追趕，連美國也是望塵莫及。

　　而我國的光刻機研制還處于初級階段，因光刻機使用了部分美國技術，很多時候成為了他國牽制我們的芯片發展的重要手段，不得不承認這就是現階段的現實問題。

　　那么為什么中國買不到高端光刻機?

　　ASML公司目前是業內的龍頭老大，英特爾、臺積電和三星都是其股東。他們大力支持ASML，并在工廠派駐技術人員。英特爾和三星的14nm光刻機都是從ASML購買的。格羅方德、聯電、中芯國際等晶圓廠的光刻機也都主要來自ASML。

　　頂級光刻機售價非常高，一臺高達1億多美元，有人會說，光刻機我們買一臺不就行了嗎?對不起，中國即便有錢也買不到!

　　最主要的原因是被《瓦森納協定》全稱為《關于常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納協定》的限制，由美國、日本、英國、荷蘭等40個成員國組成，限制向某些國家出口敏感產品和技術許可，而這個禁售名單就包括中國大陸。光刻機是高端技術的代表，也是芯片制造中不可缺少的設備。臺積電是目前全球最大的芯片代工廠，也是阿斯麥公司的股東和最大合作伙伴，所以它能有先進的光刻機。其實不用說華為，連蘋果也只能乖乖把芯片交給臺積電去制造。光刻機采用大量美國技術標準，華為的高端芯片供應鏈被切斷就是不爭的事實。

　　而根據《瓦森納協定》的規定，只有滿足國外和成員國技術相差1.5代左右，才能有機會解除禁售名單。也就是說即便美國網開一面讓我們買，我們花大價錢能買到的，也永遠都是落后的、被淘汰的技術產品!

　　世界上最先進的EUV光刻機

　　對于10 nm節點的芯片，尼康和佳能也提供了類似的光刻設備，但是在芯片制造過程中，光刻無疑是最關鍵、最復雜、最耗時的一步。簡而言之，光刻技術的原理是在硅片上覆蓋一層高感光度的光刻膠，然后用紫外光通過掩模照射硅片。光刻膠在光照射下會發生化學反應。然后，用特定顯影劑清洗曝光/未輻照的光刻膠，將電路圖從掩模轉移到硅片上。

　　光刻技術是芯片生產中的核心工序，它定義了晶體管的尺寸，占晶圓制造時間的40%-50%。光刻技術約占晶圓制造設備總投資的23%。考慮到光刻膠、光刻膠氣體、掩模(掩模)、膠接開發設備等配套設施和材料的投入，整個光刻工藝成本約占芯片成本的三分之一。

　　而當芯片進入到7nm內的工藝時，必須要用到EUV光刻機，即極紫外線光刻機，這種光刻機只有ASML能夠制造。一臺EUV光刻機的重量高達180噸，里面有10多萬個零件，安裝和調試就需要一年多的時間。

　　作為整機制造商，ASML其實只負責光刻機的研發設計和模塊集成，除了這些還需要全面精細的上游產業鏈作為堅實的支撐。對于ASML的EUV光刻機來說，ASML公司的90%的關鍵設備來自世界各地。 ASML有5000多家供應商。其中，與產品相關的供應商，即直接用于生產光刻系統的材料、設備、零件和工具，包括790家供應商，約占ASML總支出的65%。

　　在一臺尖端光刻機上你會看到全世界各國頂尖技術的薈萃：比如德國提供蔡司鏡頭技術設備，日本提供特殊復合材料，瑞典的工業精密機床技術，美國提供控制軟件、電源等，還有其他數萬個零件來自世界各地，目前世界任何一國都不具備制備高端光刻機所要求的全部頂尖技術、美國也不行。

　　光刻機是高附加值產品，一臺新的光刻機動輒3000至5000萬美元。而研發周期長，投入資金也相當巨大。其實EUV光刻技術已接近物理學、材料科學和精密制造的極限。它的研發費用就超過了200億歐，研發時間長達二十多年。可見，開發EUV的研發成本巨大、購買工具的成本巨大、而且使用和維護工具的成本巨大、因此，ASML在開發EUV工具方面確實冒了很大的風險。

　　中國目前的光刻機發展

　　我國的光刻技術還處于起步階段。僅僅是實現光刻機國產化萬里長征的一部分，距離打破ASML的技術壟斷還有很長的路要走。目前，荷蘭的ASML在光刻領域處于領先地位，占據了高達90%的市場份額，壟斷了高端光刻機市場，現最高水準達到5nm精度。

　　目前上海微電子設備有限公司可以生產90nm精度的光刻機，它也代表著我國光刻機的最高水平。中國也在此方面雖然有長期投入,但投入水平和不能和多國合作同日而語。光刻機的核心技術掌握目前看至少也需要二十多年，畢竟西方眾國也花了幾十年才做出來。

　　隨著美國的制裁和禁售、我國光刻機的未來只有自主研發這唯一出路。ASML縱然能保持技術和市場領先地位，但是隨著未來科技發展，技術更新突破、這些差距將會更快地被縮小。

　　而目前而言，國內的高端芯片供應鏈渠道嚴重受制于國外，如何自主研發打通高端芯片研發制造一條龍這才是目前最大的難題。