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去年，一台价值1.06亿元设备经空运从荷兰飞抵厦门，由于该设备价值高，而且对保存和运输有着很高的要求——保存温度必须保持在23摄氏度恒温状态下，为了避免影响设备的精度，在运输中也对稳定性有极高的要求。因此，机场海关以机坪查验的方式对该货物实行全程机边监管，待货物装入特制温控气垫车后移至海关的机坪视频监控探头之下，在完成紧急查验后当晚就放行。

没错，这台设备就是荷兰ASML的光刻机。铁流猜测，这台设备很有可能是厦门当地政府与台湾联华电子合资的晶圆厂从荷兰ASML采购的。不过，由于西方瓦森纳协议的限制，中国只能买到ASML的中低产品，这一点从厦门当地企业进口的光刻机报价仅1亿人民币就可以看出来了。

光刻机工作原理和组成

通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，不同光刻机的成像比例不同，有5:1，也有4:1。然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图（即芯片）。

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、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。现在最先进的芯片有30多层。

附一张ASML光刻机的简易工作原理图。

简单介绍一下图中各设备的作用。

测量台、曝光台：承载硅片的工作台,也就是本次新闻里说的双工作台。一般的光刻机需要先测量，再曝光，只需一个工作台，而ASML有个专利，有两个工作台，实现测量与曝光同时进行。而本次“光刻机双工件台系统样机研发”项目则是在技术上突破ASML对双工件台系统的技术垄断。

激光器：也就是光源，光刻机核心设备之一，之前已经介绍过了。

光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。

掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。

硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、notch。

内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

和ASML光刻机差距巨大

目前，光刻机领域的龙头老大是荷兰ASML，并已经占据了高达80%的市场份额，垄断了高端光刻机市场，日本尼康在高端光刻机上完全被ASML击败，即便尼康的ArF光刻机售价仅为ASML的一半也无补于事。Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都是买自ASML，格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机主要也是来自ASML。

更关键的是，最先进的EUV光刻机且全球仅仅ASML能够生产，ASML在去年第三季度和第四季度出售的两台EUV光刻机售价都超过1亿美元，落后EUV一代的ArF光刻机平均售价也在4000万至5000万欧元左右，从高企的报价和EUV光刻机全球仅此一家出售可以看出，光刻机的技术门槛极高，是人类智慧集大成的产物。

相比之下，国内光刻机厂商则显得非常寒酸，处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机，技术差距说是鸿沟都不为过，正是因此，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。

据消息人士披露，上海微电子订了一批bumotec机床。Bumotec是瑞士斯达拉格旗下的子品牌，能制造顶尖的加工光学仪器的机床，据说比ASML用的德国机床还好点——一般人耳熟能详的那些高端机床，和斯达拉格不是一个世界的，斯达拉格专攻高精尖制造领域的制造设备，所以知道这个公司的人非常少。但名气小不意味着技术就不顶尖。

在本土机床还存在一定技术差距的情况下，通过这种方式有助于提升中国光刻机的研发进度和技术提升。诚然，在采购瑞士机床的同时，国内也要做好国产化替代工作，实现两条腿走路。

另外，关于上微和ASML合作的消息，有朋友在微信上留言，怀疑上微是不是要当伪军，但其实并非如此。主要是上微的一些技术和ASML的专利比较那个啥，然后ASML就打官司，但一直没结果，中国政府也在中间协调。最后ASML搞的很烦了，索性就以合作的名义，拿一笔钱，就不打官司了。所以这个合作并不意味着上微要当伪军。而是继续走自主研发之路，只不过在前行之中可能会借鉴一些前人探索出来的捷径。