有的国家大功率激光技术全球领先，应最早研发光刻机，为什么光刻机却造不好？

题主认为大功率激光技术全球领先的国家就应该能够具备研发高端光刻机的能力。这种想法类似于让一个能够制造出最锋利的宝剑或大刀的工匠去打造一个用于微雕的雕刻刀一样。他们所在领域的长处对于另一个领域来说没有多少价值，甚至是短处。

高端光刻机说白了就是芯片业的微雕，需要在像指甲盖那么大的芯片上雕刻出几十亿、上百亿的晶体管。必须有非常精密的光源、透镜，有非常精密的机械系统。如果激光雕刻刀动一下的距离都比几十个晶体管的尺寸还要大的话，那是不可能造出高端芯片的。

对于高功率激光装置，它的长处是功率大，更适合做出更先进的激光武器或者激光切割设备，它的研究重点是如果提高激光的功率。但是做芯片所需要的并不是功率大无边，而是激光的精准切割，过大功率的激光不要说做不成高端芯片，还可能把芯片烧糊。所以两者研究的努力方向完全是两码事。

中国近几十年来在各领域的技术都在突飞猛进的发展，很多的技术都是从无到有，反而弯道超车走在了世界的前列，但是在芯片制造上却与国际先进水平差距较大，原因在于芯片制造是一个非常复杂的过程，涉及到工业的各个方面各个领域，具有非常复杂的工序和严格精密的要求。单单一个机械系统，如此微小的尺寸，需要极高的精密度，这对于材料的性能，加工的精度，机构的稳定性等各个方面都有极其严格的要求，是远远超出了一般的机械设备的要求。而激光方面需要进行精密对焦，精准切割，要求的能量不是高，而是准确聚焦。如果我们国家的高精度光刻机能够制造成功，那么在很多的工业领域都将产生领先世界的技术，很多领域都将跻身于世界领先地位。

尽管如此国家的芯片制造水平也在快速提高，上海微电子已经造出了28纳米的光刻机。相信全国上下高度重视举全国之力进行攻关，在不久的将来，尖端芯片制造技术也会被中国所掌握。以往很多的事实已经证明了这一点，越是被国外封锁的中国越能够成功。

（图片来源于网络）

有的国家大功率激光技术全球领先，应最早研发光刻机，为什么光刻机却造不好？

光刻机的三大部件：顶级的光源(激光系统)、高精度的镜头(物镜系统)、精密仪器制造技术(工作台）。一看就是小日本的活：它三项中独占光学镜头和精密制造，买个激光技术就齐活了！所以，小日本在三个高端光刻机企业中占有二家，尼康和佳能，原来的神是尼康！但荷兰阿斯美买下顶级激光企业、拉上蔡司、再拉上台积电三星等，反手又把小日本干掉了[捂脸][大笑][呲牙]

中国的激光在世界上也许属于中端或中高端水平。光学镜头属于低端及中端水平，你们谁用过国产单反相机镜头，也许就一二个人，光一，可能没什么人听说！精密制造及数控技术倒是妥妥的中低端水平！

所以，中国国产光刻机是90nm,低端水平。前几天有报导，光源及双工作台都准备验收，应该可以突破45nm向22、甚至16nm冲击！

中国只有激光技术世界第一，镜头超过德国与日本，机床也超过德国与日本，中国就能生产出世界第一的光刻机！现在不行，因为上述都对中国禁运！

有的国家大功率激光技术全球领先，应最早研发光刻机，为什么光刻机却造不好？

感谢您的阅读！

【从我国激光技术全球领先，看我国光刻机发展缓慢原因】

我们应该知道中国激光技术在全球领先，甚至排在第一位。1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，从1961年中国第一台激光器到世界上第一所激光技术的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究所的成立，而且在ICF激光驱动器、高功率化学激光器、半导体泵浦的固体激光器、超短超强激光器等等各方面都有进步，可以说我国的激光事业一直在不断进步。

可是激光≠光刻机技术

我们知道光刻机技术所需要的是——

• 需要最精密的技术。包括德国机械工艺、蔡司镜头和美国公司提供的光源。
• 涉及多个学科，包含了系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术。
• 光刻工艺的具体步骤繁琐，需要通过硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序，不是简单的激光就能解决的。
• “拉同伙”，实际上ASML能够成功，是因为将三星、台积电、英特尔等等共同拉入ASML 公司。

为了解决激光，ASML 收购了全球领先的准分子激光器供应商 Cymer，为了解决光刻系统，以 10 亿欧元现金入股光学系统供应商卡尔蔡司。

可以说，ASML的成功不是一蹴而就的，激光≠光刻机。

我们的制约因素，不仅仅技术

其实，影响我们的不仅仅是技术，还有技术壁垒。从《瓦森纳协议》中的影响，让我们不得不受限于技术的“限制”。很多时候不是我们不想发展，而是很多技术它是不能够进来的，在这种情况下，我们的光刻机的发展受到了非常大的限制。

在技术赶不上，又被封锁的情况下，我们确实会在光刻机方面有所欠缺。当然，我们也期盼能够在各种技术的合力下，摆脱限制，得到发展，走出一条打破光刻机技术之路。

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光刻机（Mask Aligner) 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫 Mask Alignment System.

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。

Photolithography（光刻） 意思是用光来制作一个图形（工艺）；

在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

曝光机是生产大规模集成电路的核心设备，制造和维护需要高度的光学和电子工业基础，世界上只有少数厂家掌握。

高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种，分辨率通常七纳米至几微米之间，高端光刻机号称世界上最精密的仪器，世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花，其制造难度之大，全世界只有少数几家公司能够制造。国外品牌主要以荷兰ASML（镜头来自德国），日本Nikon（intel曾经购买过Nikon的高端光刻机）和日本Canon三大品牌为主。

位于我国上海的SMEE已研制出具有自主知识产权的投影式中端光刻机，形成产品系列初步实现海内外销售。

正在进行其他各系列产品的研发制作工作。

生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机，分辨率通常在数微米以上。主要有德国SUSS、美国MYCRO NXQ4006、以及中国品牌。

制造高精度的对准系统需要具有近乎完美的精密机械工艺，这也是国产光刻机望尘莫及的技术难点之一。

所以说中国的大功率激光技术即使是全球领先也不代表制作光刻机能力也达到世界领先水平。

但是经过我国科学家的努力，我国的光刻机水平也在不断上升中。

超分辨光刻机

2018年11月29日，国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米，结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10纳米级别的芯片。

虽说世界最先进光刻机分辨率已经达到了3纳米级别，但是我坚信中国通过技术积累一定会逐步追赶上的。

有的国家大功率激光技术全球领先，应最早研发光刻机，为什么光刻机却造不好？

我也经常关注激光技术、光刻机技术，我觉得题主的提问本身存在问题。

很多人在展会上，看到很多大功率激光设备能把几百毫米厚的钢板很容易切开，就认为这是世界第一的激光技术。

实际上这是技术上的认知错误。最先进的激光技术应当是广泛用于医疗、光电子、超硬PCD加工等领域的飞秒激光技术。

引用一个学习过的公开介绍资料，”因为飞秒级单脉冲能量已经远远超出材料的阈值，所以材料得到瞬间气化，但是因为作用于工件材料的时间极短所以气化过程中的热量来不及传导到材料周边造成热影响”。

这段关于飞秒激光的公开介绍资料，向我们表明，它最大的特点是，在要”加工”面无任何烧伤，全部气化了。精准，不会对加工面产生二次伤害。

那么，飞秒技术国、内外发展水平如何？在国外，飞秒技术已经是半个多世纪的技术了，我国刚起步。世界上，有名的飞秒激光技术在德国、瑞士、美国，他们的相关设备很成熟。

光刻机是通过曝光把图形印制到硅片上，所以光源很重要，ASML的DUV及最新的EUV光源，能产生的光源波长13.5nm，可制做7nm以下的线宽。

光刻机还有其它关键的技术，如定位技术、光学镜头的分辨率、MOS管的工艺节点大小等等技术问题。

关于28nm、14nm、7nm乃至更小的5nm、3nm的制作工艺节点，估计我们大多数人没什么概念。如果我们在展会上，看到的世界上顶尖的金属加工设备，最好精度也就1um，还必须要有苛刻的外部恒定的温度、湿度、不易变形的陶瓷部件等限制，保证起来非常困难。现在变成了1/100um、1/1000um，而且是制作电路上用的MOS管，不允许出一点差错。

很多人会说，网络上经常有报道，我们在光刻机上有很多单项技术是领先的，也有很有水准的研发公司，做与ASML相媲美的光刻机，应当很容易。

这也是很错误的看法。比如机床，外国很多公司委托中国企业制造主机，也有公司使用中国产控制系统，但最终人家组装的机床，精度就是要高一等级。为什么？问题出在最后的组装工艺、精度补偿上。工艺是最重要的一环，工艺需要时间来发现、改正。

总结：大功率激光，是用来解决厚钢板的切割问题的，飞秒激光才是激光的顶尖技术；光刻机需要更精细的纳米级控制，涉及到光源、定位技术、光学镜头的分辨率、MOS管的nm级工艺节点等等技术突破。而最重要的，就是把这些顶尖技术集合起来，制造出合格率高的芯片，这中间需要长时间的工艺摸索过程，即使挖过来各种高水平人才，工艺这一关也是很难一蹴而就的，也需要长时间的实验。

好事多磨，我们有的是时间。一旦突破，将是造福子孙后代的千秋伟业。

（文中有关激光、光刻机的原理简述、应用范围，从专业参考资料中提炼而得，特此声明）

有的国家大功率激光技术全球领先，应最早研发光刻机，为什么光刻机却造不好？

原因很简单，光刻机是系统工程，而不是某个配件决定一切！

1、光刻机集百家之长缺一不可

光刻机是一项庞大的系统工程，一台光刻机有多个核心子系统，整台机器涉及到几万的配件，其中任何一个配件有问题或者说做的不好就可能产生负面影响。

我们拿光刻机高端领域霸主ASML来说，他能做到今天的地位，除了靠自身累积的技术做研发外，最重要的一点是能聚集全球各领域中顶尖的供应商为光刻机供货，比如美国的光源企业，德国蔡司的镜头，瑞士的轴承，没有这些供应商提供优质的配件，高端光刻机也是无法做成的。

2、高端光刻机绝非纯技术决定

想要做成高端光刻机也并非仅仅靠纯技术以及供应商就能成功，你还得进行对应的资本运作，将上下游企业融为利益共同体。

我们来看看高端光刻机霸主ASML怎么做？

ASML首先是拉拢了整个半导体行业的巨头入股合作，比如台积电、三星、Intel都是ASML的股东。 其次，对核心供应商ASML还进行一定的控制，比如直接收购美国的光源企业Cymer公司（下图），入股蔡司，使这些核心供应商成为自己的一员。

因此，ASML能造出高端光刻机并非是某项技术的成功，资本层面的合纵连横也不可或缺，现在的ASML既能搞定全球顶尖供应商，同又通过资本做联合，让整个上下游产业合为一体，这才是造好光刻机的根本因素之一。

3、我国光刻机产业整体水平偏低

很多人都知道我国现在最好的光刻机是90nm制程，是上海微电子2018年量产的机型，这个光刻机和荷兰ASML相比可谓差距巨大，有着好几代的代差。

出现这种局面不仅仅是上海微电子这家系统制造商的问题，这是整个相关产业链的问题，很多光刻机的国产配件性能不行，甚至部分都无法国产。就拿镜头来说，德国蔡司给荷兰ASML提供的镜头部分配件是纯人工打造，其中部分工人甚至是几代人干这一工种，这种制作出的精度就绝不是国内供应商能实现的。

在这种情况下，你想要国产光刻机迅速攀升水平真的很难。未来我国光刻机水平要快速上升，唯有靠整个产业链的努力。

Lscssh科技官观点：

综合来说，光刻机集整个制造业之大成，所用到的配件可以说是各领域中最好的，要不光刻机也不会被称为工业制造领域内最耀眼的明珠了。