按照我们目前国家的技术，造一台全球先进的光刻机需要多少年？

如果说芯片是工业制造领域的一顶皇冠，那么光刻机就是皇冠上的明珠，而最先进的光刻机就是最亮最大的那一颗。

一起来看一看世界最先进的光刻机光刻机又名曝光机，是生产大规模集成电路的关键设备，将电路结构临时"复制"到涂有光刻胶硅片上的过程，制造和维护需要高度的光学和精密制造技术。高端光刻机被称为“现代光学工业之花”，制造难度很大，全世界只有少数几家公司能制造。

目前世界上最先进的光刻机是荷兰ASML生产的EUV光刻机，这台光刻机可以生产出最先进的5nm制程芯片。

这台光刻机仅零部件就超过了十万个，螺栓数量超过4万个，3000多条线路，内部软管加起来，就有两公里长，设备重量达到了180吨，如此庞大精密的设备安装调试就需要几个月。

设备最精密的部件就是：光源和镜头

光源采用了极紫外光

极紫外光系统来自于美国公司Cymer，一种波长极短的极紫外光，该技术是使用激光产生等离子源产生13nm的紫外波长。这种光源工作在真空环境下，产生紫外波长，然后由光学聚焦形成光束，光束经由用于扫描图形的反射掩膜版反射，由于极紫外光的固有特性，产生极紫外光的方式十分低效，能源转换效率只有 0.02% 左右。

镜头采用了德国蔡司镜头

高精度镜头采用蔡司技术，蔡司是德国历史悠久的光学仪器厂商，其产品向来是“高贵”的代名词。同样的一个镜片，不同工人打磨，光洁度相差十倍。镜片材质均匀，更需要几十年甚至上百年的技术沉淀，EUV光刻机采用的镜头要求：制作一个地球面积大小的镜头，误差在一根头发大小。

除了光源和镜头外，工作环境也很重要

精密工作台，工作台要求：绝对稳定的工作环境，芯片的曝光必须在真空中，并且采取恒温技术，工作室的空气要比外界干净1万倍，工作台高速运动期间，系统不能振动。而光刻机要多的事情，就好比在真空、恒温、无尘、高速运动的环境中，在一粒米上雕刻清明上河图，机械动作误差为皮秒（百万分之一秒），这些基本都是挑战人类极限的工作。

这就是世界上最先进的光刻机，价格约为1.6亿欧元每台，折合人民币约12.5亿元，关键是有钱还不一定能够买到。

再来看看国产光刻机的水平目前最高端的国产光刻机是上海微电子公司制造的，工艺制程为90nm，在国内市场份额超过80%，并且也销往国外。

上海微电子装备有限公司坐落于张江高科技园区内，邻近国家集成电路产业基地、国家半导体照明产业基地和国家863信息安全成果产业化（东部）基地等多个国家级基地。公司成立于2002年，主要致力于大规模工业生产的投影光刻机研发、生产、销售与服务，公司产品可广泛应用于IC制造与先进封装、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等制造领域。

海微电子的主要产品包括：

600扫描光刻机系列—前道IC制造、500步进光刻机系列—后道IC、MEMS制造、200光刻机系列—AM-OLED显示屏制造、硅片边缘曝光机系列——芯片级封装工艺应用、精密温控系列—光刻机、刻蚀机应用、精密温度控制解决方案。

上海微电子制造的光刻机和荷兰ASML的EUV光刻机相比，却处于低端序列，根本无法制造手机芯片，这也是华为麒麟芯片被“卡脖子”的一大原因。

目前光刻机可以分为三个档次：

荷兰ASML垄断了高端光刻机市场，代表作：EUV光刻机；日本尼康和佳能占据了中端光刻机市场，止步于28nm；上海微电子只能占据低端光刻机市场，90nm光刻机。目前我国的光刻机水平处于市场最底端，和日本都有差距，和荷兰ASML差距则更大。

90nm与5nm差距有多大呢？

最先进的EUV光刻机，在台积电的生产技术下，已经成功量产5nm芯片，苹果A14、麒麟9000已然应用于手机上，3nm工艺制程也在试验阶段，上海微电子的90nm工艺与ASML的5nm工艺相差5代。

表面上看，90nm跟28nm或者是7nm从数字上来看差距不是很大，但实际上这里面是千差万别的，光刻机每上一个台阶技术难度就会大大增加，可能从90nm升级到65nm并不难，但是从65nm升级到45nm，就是一个技术节点了，45nm的光刻机技术明显要比90nm和65nm难很多，至于28nm、14n、7nm、5nm，甚至未来有可能出现的3nm，那难度就更大了，也正因为如此，我国的光刻机的研发进度一直都比较缓慢。

EUV光刻机研发时间超过了20年，几十个国家，上百所研究单位在无数个日日夜夜，无数次失败之后才成功研发出5nm工艺的EUV光刻机。其中美国投入了50多个高校和科技企业进入到这个领域，欧洲共35个国家，110多个高校和科技企业加入到研究中。

在极紫外光源上，贡献最大的就是美国，美国不仅掌握了核心技术也拥有了核心专利，就是在整个EUV光刻机专利中，美国也是拥有了相当一部分，因此美国完全有能力阻止中国购买EUV光刻机。

在国内，光源顶级科研机构就是中科院光电所，但其技术还处于365nm的水平，也就是i-line阶段，实验室能够做出的芯片最高水平也只是在22nm，后面仍有很长的路要走。

在镜头市场上，德国蔡司处于第一梯队，其次就是日本的尼康和佳能，而我们在高端镜头市场上几乎为零，如果要追赶上德国蔡司的技术，没有几十年的努力是根本不可能的。当然介于目前我们和德国的关系，还是有机会买到高端镜头的。

ASML高管就曾经说过：“即使他们公开EUV光刻机的图纸，现在也没有哪家公司能够山寨”，因为EUV的技术研发的难度实在是太大了。

再来看一看不同工艺制程的芯片差距，以华为的麒麟芯片为例：

麒麟950，16nm工艺制程，30亿个晶体管，4x2.3GHz A72+4x1.8GHz A53的架构；麒麟990，7nm工艺制程，103亿个晶体管，包括一个3.13GHz A77大核心、三个2.54GHz A77中核心、四个2.04GHz A55小核心。麒麟9000，5nm工艺制程，153亿个晶体管，包括一个3.13GHz A77大核心、三个2.54GHz A77中核心、四个2.04GHz A55小核心。可以看出，随着工艺制程不断的升级，芯片的晶体管数量也在快速地增加，性能也不断的变强。

16nm工艺制程的芯片晶体管数量仅为5nm工艺的1/5，那么90nm与5nm的差距只会更大。

我国造一台全球先进的光刻机需要多少年按照国外的经验来推算，我国制造出EUV光刻机至少需要20至30年的时间，加上美国对技术和零部件的封锁，我们要花费的时间会更长。

时代在变化，科技在发展，我们也要用变化的眼光去看待这件事，更何况这件事交给中国人去做。

1964年10月16日，中国第一颗原子弹在罗布泊爆炸成功。自1955年以来，中国咬紧牙关，不惜国力秘密研究原子武器。按陈毅元帅的话说：“中国人就是没有裤子穿，也要造出原子弹”。而当时的苏联领导人赫鲁晓夫就大言不惭地说中国离开苏联不可能研制成功，结果被打脸。

1967年6月17日上午8时中国第一颗氢弹空爆试验成功，从第一颗原子弹到第一颗氢弹，白手起家的中国人只用了两年零八个月的时间，堪称军事科学历史上的奇迹，而我们制造氢弹的目的是希望世界和平安宁，让核武器永无用武之地。

1970年4月24日21时中国第一颗人造卫星"东方红一号"发射成功，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。中国再一次创造了世界奇迹。

这就是著名的“两弹一星”，凭借着“两弹一星”精神，我们定能够攻破高端光刻机，而事实上，在该领域我们也在不断的突破：

2018年8月份，清华大学的研究团队研发出了双工作台光刻机，这使得我国成为全球第二个具备开发双工作台光刻机的国家。

2018年11月，由中国科学院光电技术研究所所承担的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，该装备采用365nm波长的紫外光单次成像，实现了22纳米的分辨率，结合双重曝光技术后，未来还有可能用于制造10nm级别的芯片。

2019年4月，武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限，采用远场光学的办法，成功刻出9nm线宽的线段，实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新，这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断。

在一系列的创新下，在不断地努力，攻坚克难后，我国攻克高端光刻机的时间，绝对不需要20年，也许10年，甚至更短的时间就可以实现。

问答总结

在光刻机制造领域，虽然我国跟ASML等顶尖企业还有很大的差距，但是我们也看到目前我国的光刻机研发进步是非常明显的，未来我国光刻机跟国际的差距会逐渐缩小，甚至会很快会达到世界先进水平。

在“两弹一星”精神的引领下，集中中华民族的伟大智慧，不断的攻坚克难，不断的吸收完善技术。

在光源系统领域打破美国的垄断，在高端镜头领域与德国蔡司合作，中科院、清华、北大、华为、上海微电子、中芯国际等高校、科研机构、科技企业的通力合作和大力支持下，我国的光刻机水平定能快速的突围。

10年，也许更短的时间就可以攻破高端光刻机。

我是科技铭程，以上是我的回答，希望可以帮到您，如有不妥之处，敬请批评指正！