芯片製造過程共分為七大生產區域，分別是擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、拋光、金屬化。
光刻就是把芯片製作所需要的線路與功能區做出來。類似投影儀，不過光刻投的不是照片，而是電路圖和其他電子元，而光線是雕刻刀。那雕刻刀越細，就能刻出越小的東西來。
所以根據光源的變化，光刻機共分為了5代，分別是最早的436納米光刻機，然而第二代是365納米波長，第三代是248納米，第四代是193納米波長，第五代是13.5納米波長的EUV光刻機。
需要說明的是，光源改進了，但是要提高效率和良率，其他設備也是要升級的，最典型的就是第四代光刻機，一開始第四代光刻機只能達到65納米制程，這個時候通過在晶圓光刻膠上方加 1mm 厚的水。水可以把 193nm 的光折射成 134nm，這也就是第四代光刻機Plus版本，第四代浸沒式光刻機。
但是這樣的工藝製程水平還是隻能達到22納米，ASML就又提出了雙工作臺、多重曝光技術使得最後工藝製程達到了7納米。
其中雙工作臺已經發展成為光刻機曝光系統之外另一核心技術，在2000年前，光刻設備只有一個工件臺，晶圓片的對準與蝕刻流程都在上面完成。直到2001年，ASML推出了Twinscan雙工件臺系統，使得光刻機能在一個工件臺進行曝光晶圓片，同時在另外一個工作臺進行預對準工作，並在第一時間得到結果反饋，生產效率提高大約35%，精度提高10%以上。
不過即使運用到了如此多的新技術，第四代光刻機也已經到達極限了，這個時候我們第五代EUV光刻機就閃亮登場了，其實中國和美國是同時預研EUV技術的。當時長春光機所和英特爾在90年代都盯上了EUV技術。
英特爾說服了美國政府，由英特爾和美國能源部牽頭，集合了當時還如日中天的摩托羅拉以及 AMD，還有美國三大國家實驗室，集合幾百位頂級科學家成立了 EUV LLC組織。
2017年，英特爾攻克了EUV技術障礙，從而讓ASML成功製造出EUV光刻機。一臺 EUV 光刻機重達 180 噸，超過 10 萬個零件，需要 40 個集裝箱運輸，安裝調試都要超過一年時間。在這個過程中，ASML可以輕鬆獲取到最頂級的零件，有德國的光學設備和超精密機械、美國的計量設備和光源設備等。
但中國就很慘了，要錢沒錢，要人沒人，要技術積累也沒技術積累，就好像打遊戲一樣，一位是氪金玩家，一位是殘血英雄。
長春光機所在國家的支持下，2017年才在“極紫外光刻關鍵技術研究”中取得了突破，建立了較為完善的曝光光學系統關鍵技術研發平臺。
即使長春光機所形成一個完整的製造方案，中國光刻機巨頭上海微電子即使有量產的能力，但是許多最頂級的零件我們依然無法獲取，這大大制約了我們的進程，我們需要自研自造。
我們不是和一個企業在PK，我們是和一個發達國家聯盟在角力，所以我們必須要集全國之力才能完成這樣艱鉅的任務。
目前上海微電子已經具備了量產第四代光刻機的能力，而且最核心的零件雙工作臺中國也已經成功量產，圍繞雙工件臺系統的研發，中國華卓精科項目組“完成專利申請231項（其中國際發明專利41項），已獲得授權122項；培養了一支近200人的研發團隊，建立了高水平研發平臺，2016年，其生產的光刻機雙工件臺，打破了ASML公司在光刻機工件臺上的技術上的壟斷，成為世界上第二家掌握雙工件臺核心技術的公司。
華卓精科雙工作臺套刻精度優於1.7納米。通過多次曝光具有生產7nm製程的潛力。
既然第四代曙光在前，那麼國家提出要在2030年製造出第五代EUV光刻機，
很多人會說這會不會太晚了。其實並不晚，隨著摩爾定律逼近極限，工藝製程的突破越來越難，ASML的第二代EUV系統預期2024年問世，2030年實現1.5nm光刻 。
這對於中國而言是一個非常好的機會，我們如果真的能夠在2030年製造出EUV光刻機，那麼中國將會和ASML只有一代的差距。
有沒有什麼辦法實現彎道超車呢？有，我們要知道，目前全球的芯片產業都是圍繞硅來展開的，這是芯片的原材料。
隨著半導體產業對芯片的探索開始逼近1nm，硅材料的帶隙較窄、電子遷移率和擊穿電場較低的缺陷也開始慢慢顯現，而且硅在光電子領域和高頻高功率器件方面的應用受到諸多限制，在高頻下工作性能較差，不適用於高壓應用場景等等，光學性能也得不到突破。
所以硅時代目前已經日薄西山，如果中國可以終結硅時代，開創新的芯片時代，那麼整個產業都將重新洗牌。這個時候大家都在同一個起跑點，中國如果把握住機會，就可以實現彎道超車。
中國提出用碳基半導體材料取代硅，北大張志勇-彭練矛課題組批量製備了場效應晶體管和環形振盪器電路，100納米柵長的碳基晶體管跨導和飽和電流分別達到0.9mS/μm和1.3mA/μm，室溫下亞閾值擺幅為90mV/dec；批量製備出了五階環形振盪器電路，成品率超過了50%，最高振盪頻率達到8.06GHz，遠超已發表的基於納米材料的電路，且首次超越相似尺寸的硅基CMOS器件和電路。
這次在碳管材料上取得的進展，至少可以在國際上保持兩年優勢，中國能否終結硅時代，就看中國在碳基芯片上的方案能否量產了！
可以預見的是，新一代材料革命正在醞釀，新一代的王者將誕生，而人類社會也將發生鉅變。
所以中國目前也在做兩手準備，一方面在研究EUV光刻機，一方面在預研新材料終結硅時代！
長風破浪會有時，直掛雲帆濟滄海，我相信我們的祖國一定會走向勝利。
轉載請超鏈接註明：頭條資訊 » 中國和美國90年代同時預研5nmEUV光刻機，為什麼現在還沒造出來？
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