國產光刻機，已只差最后一步，就能實現7nm芯片的制造了

如果大家了解光刻機的歷史，就知道，美國的第一臺接觸式光刻機是1961年造出來的，而中國第一臺接觸式光刻機是在1966年左右造出來的，只落后了5年左右。

后來到1985年，中電科45所研發出了分布式投影光刻機，其性能與美國GCA公司在1978年推出的差不多，相當于只落后了7年左右。

但如今，ASML的已經擁有了EUV光刻機，制造工藝可以達到3nm，甚至2nm。而國產光刻機，分辨率還處于90nm，樂觀點的話，也有10多年以上的差距。

如果的按照光刻機的演進關系來看的話， 從接觸式光刻機，到EUV光刻機，目前已經有6代代了，而國產光刻機目前是處于第4代。

不過，有一個好消息是，目前國產光刻機要邁入第5代，其實只有關鍵一步了，只要邁過這個關鍵一步，就能夠進入第5代，也就是浸潤式光刻機（ArFi光刻機），而這種光刻機能夠實現的最小工藝制程至少可達到7nm的。

之前在臺積電沒有采用EUV光刻機前，用ArFi 光刻機，使用4個光罩、4次曝光，就可以達到7nm（蘋果A12和華為麒麟980就是采用ArFi光刻機制造出來的7nm芯片）

據說臺積電還可以極限使用ArFi光刻機，經過6個光罩，9次曝光，實現5nm工藝，不過EUV光刻機只要一次曝光，一個光罩就能實現7nm、5nm，臺積電能買到EUV，不需要這么極限使用。

這意味著什么，相信不用我多說，只要搞定ArFi光刻機，我們芯片工藝就沒有脖子可卡了，甚至可以實現7nm、5nm，還卡什么卡？

那么國產光刻機從第4代的ArF邁入第五代的ArFi，中間差了哪一關鍵一步？從技術原理來看，光刻機有三大核心，分別是光源系統、物鏡系統，工作臺。

光源系統第四、五代是一樣的，都是193nm波長的紫外線，這一塊通用。而工作臺也是一樣的，目前國內的華卓精科有雙工作臺技術。

難的還是在物鏡系統上，浸潤式光刻機與干式光刻機的不同之處是，浸潤式光刻機要在晶圓光刻膠上方加1mm厚的水，然后193nm的光波在水中被折射成134nm，所以物鏡系統不一樣。

物鏡是光刻機中最昂貴最復雜的部件之一，浸沒式光刻物鏡異常復雜，涵蓋了光學、機械、計算機、電子學等多個學科領域最前沿，二十余枚鏡片的初始結構設計難度極大——不僅要控制物鏡波像差，更要全面控制物鏡系統的偏振像差。

目前除了德國的蔡司公司可以實現，還有尼康買了蔡司的技術后，也能自己實現外，國內還沒有這個技術，據稱國防科大精密工程團隊自主研制的磁流變和離子束兩種超精拋光裝備，實現了光學零件加工的納米精度，但還不夠。

而蔡司也好，尼康也好，這種物鏡系統，都不能出口給中國，所以國產第五代光刻機，一直沒能研發出來，原因就是這關鍵一步。

據稱最近幾年，國內光學、機械等技術發展，這種浸潤式光刻機的物境系統已經有了大突破，那么意味著浸潤式光刻機就離我們不遠了，那么7nm芯片，甚至5nm芯片離我們也不遠了。