1977年,，中國(guó)就有了大規(guī)模集成電路會(huì)戰(zhàn)組,，還隆重開了光刻機(jī)技術(shù)座談會(huì)……

張麻子

國(guó)內(nèi)芯片現(xiàn)在被美國(guó)卡脖子，其中很重要的原因的是國(guó)內(nèi)沒(méi)有足夠先進(jìn)的光刻機(jī),。光刻機(jī),，如同車間中車床的作用,，又好比是整棟大樓的根基。

光刻機(jī)一直是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟肋,，小編之前一直以為是起步太晚,、起點(diǎn)太低，但今天看到一則“會(huì)議消息”,，其實(shí)我們?cè)?0多年前就已經(jīng)提出要發(fā)展光刻工藝,，那么是什么原因?qū)е挛覀冞@些年一直在原地踏步呢？這背后,，是一部國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)發(fā)展的血淚史——

1977年5月14～19日,，受四機(jī)部委托，上海大規(guī)模集成電路會(huì)戰(zhàn)組主持召開本次會(huì)議,，出席會(huì)議的有來(lái)自全國(guó)光刻機(jī)研制,、使用的42家單位代表共67人。

事實(shí)上,，我國(guó)發(fā)展光刻機(jī)的歷史,，可以追溯到上個(gè)世紀(jì)�,；仡欀袊�(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展歷史,可以用三個(gè)詞來(lái)概括,，即 “起步早、門類全,、發(fā)展曲折”,。

其中，起步早指的是我國(guó)從上世紀(jì)50年代中后期開始研制鍺工藝半導(dǎo)體設(shè)備,，60年代初中期自行制造我國(guó)第一條1Gz鍺半導(dǎo)體三極管單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線,，60年代中期即研制了35mm圓片、10m線寬水平的硅平面工藝半導(dǎo)體設(shè)備,。

70年代末至80年代,，我國(guó)就已研制了電子束曝光機(jī)、分步重復(fù)光刻機(jī),、超純水處理系統(tǒng)等一批高水平的半導(dǎo)體設(shè)備,。

起步不晚

我國(guó)光刻機(jī)的歷史，則可以追溯到1966年,。

1966年,，109廠與上海光學(xué)儀器廠協(xié)作，研制成功我國(guó)第一臺(tái)65型接觸式光刻機(jī),，由上海無(wú)線電專用設(shè)備廠進(jìn)行生產(chǎn)并向全國(guó)推廣,。

1974年9月，第一次全國(guó)大規(guī)模集成電路工業(yè)會(huì)議召開,，國(guó)家計(jì)委在北京召開《全國(guó)大規(guī)模集成電路及基礎(chǔ)材料攻關(guān)大會(huì)戰(zhàn)會(huì)議》,，擬定的目標(biāo)是【1974～1976年期間，突破大規(guī)模集成電路的工藝,、裝備,、基礎(chǔ)材料等方面關(guān)鍵技術(shù)】四機(jī)部組織京滬電子工業(yè)會(huì)戰(zhàn)，進(jìn)行大規(guī)模集成電路及材料,、裝備研發(fā),，突破超微粒干板、光刻膠,、超純凈試劑,、高純度氣體，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電子束鍍膜機(jī)等材料,、裝備,。1975年12月，第二次全國(guó)大規(guī)模集成電路會(huì)議在上海召開。1977年1月,，第三次全國(guó)大規(guī)模集成電路會(huì)議在貴州召開,。

1977年5月，在江蘇吳縣（今蘇州吳中區(qū)）召開了光刻機(jī)技術(shù)座談會(huì),，四十二個(gè)單位67名代表出席了本次會(huì)議,。會(huì)上指出，改進(jìn)光刻設(shè)備,、光刻工藝是目前大規(guī)模集成電路會(huì)戰(zhàn)和提高電路質(zhì)量的一個(gè)重要方面,，為了在半導(dǎo)體器件和集成電路方面盡快趕超世界水平，代表建議組建全國(guó)光刻機(jī)技術(shù)協(xié)作攻關(guān)組織,。

在當(dāng)時(shí),，未來(lái)的光刻機(jī)霸主ASML仍未成立。

光刻技術(shù)經(jīng)歷了接觸式光刻機(jī),，接近式光刻,，分步重復(fù)式等倍投影光刻，步進(jìn)式縮小投影光刻,步進(jìn)掃描式投影光刻等典型光刻技術(shù)過(guò)程,。

70年代初,，美、日等西方國(guó)家分別研制出多種型號(hào)的接近式光刻機(jī),，為了適應(yīng)我國(guó)大規(guī)模集成電路制造技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展需要,，1978年，中科院半導(dǎo)體所開始研制JK-1型半自動(dòng)接近式光刻機(jī),。

圖：JK-1型光刻機(jī)整機(jī)照片

1980年,，JK-1型接近式光刻機(jī)完成所級(jí)鑒定。1981年完成第二階段工藝試驗(yàn),，并進(jìn)行模擬4K和16K動(dòng)態(tài)隨機(jī)貯器器件的工藝考核試驗(yàn),。

同年，上海光學(xué)機(jī)械廠的研制的JKG—3型光刻機(jī)通過(guò)鑒定與設(shè)計(jì)定型,，該機(jī)型是我國(guó)第一代半自動(dòng)接近式光刻機(jī),。

另外,該廠仍研制出JKG一2型大面積光刻機(jī)、JKG一IA型,、JKG一ZA型,、JKG一3A型機(jī)等-JKG3型光刻機(jī)。

1982年10月,，109廠,、哈爾濱量具刃具廠、阿城繼電器廠共同研制的“KHA75-1型半自動(dòng)接近接觸式光刻機(jī)”獲第一機(jī)械工業(yè)部科技工作一等獎(jiǎng),。

由于適應(yīng)性強(qiáng),、功能齊全,、性能良好，KHA75-1型是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的光刻設(shè)備,，在某些重要指標(biāo)（如掩模變形量等）上已達(dá)到日本CanonPLA500-F型的水平,。

伴隨著技術(shù)發(fā)展，我國(guó)技術(shù)人員也漸漸意識(shí)到分步光刻機(jī)的重要性,。根據(jù)八五,、九五期間我國(guó)微電子技術(shù)發(fā)展的要求，迫切要相當(dāng)數(shù)量的分步光刻機(jī),，而當(dāng)時(shí)國(guó)際上一臺(tái)i線分步光刻機(jī)的售價(jià)是160萬(wàn)美元，一臺(tái)準(zhǔn)分子激光DSW光刻機(jī)的售價(jià)是210萬(wàn)美元,，一套g線DSW光刻機(jī)也要120萬(wàn)美元,，如果全部采用進(jìn)口設(shè)備，當(dāng)時(shí)的財(cái)力也難以支持,。

在此背景下,，1978年世界上第一臺(tái)DSW光刻機(jī)問(wèn)世不久，機(jī)電部第45所即開始跟蹤研究分步式光刻機(jī),。

在六五期間,，45所進(jìn)行了BG-101型DSW光刻機(jī)的研究工作，并于1985年成功研制出BG-101分步光刻機(jī),，在當(dāng)年年底通過(guò)了部級(jí)技術(shù)鑒定,，該機(jī)的主要性能指標(biāo)接近或達(dá)到美國(guó)GCA公司4800DSW系統(tǒng)的水平。

1985年,，機(jī)電部45所研制出了分步光刻機(jī)樣機(jī),，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研制的"掃描式投影光刻機(jī)"通過(guò)鑒定，認(rèn)為達(dá)到美國(guó)4800DSW的水平,，為我國(guó)大規(guī)模集成電路專用設(shè)備填補(bǔ)了一項(xiàng)空白,。這應(yīng)當(dāng)是中國(guó)第一臺(tái)分步投影式光刻機(jī)，中國(guó)在分步光刻機(jī)上與國(guó)外的差距不超過(guò)7年,。

逐漸落后

不過(guò),，也正是到了八十年代，國(guó)內(nèi)的光刻機(jī)的發(fā)展因?yàn)閮?nèi)因和外因,，開始逐漸停滯,。

內(nèi)因是，中國(guó)開始大規(guī)模引進(jìn)外資,，有了“造不如買”的思想,。光刻技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化，停滯不前,。

中國(guó)速度帶來(lái)的弊端是讓一些邊緣科研,，長(zhǎng)期限高投入項(xiàng)目,，中短期看不到經(jīng)濟(jì)增速的重點(diǎn)工作被砍掉。這是歷史進(jìn)程的必然,，抓重點(diǎn)一直是中國(guó)人的優(yōu)勢(shì),，抓高速增長(zhǎng)我們做的很好，就勢(shì)必會(huì)丟掉一部分收益較低的,，集中資源解決問(wèn)題,。

到了九十年代，光刻光源已被卡在193納米無(wú)法進(jìn)步長(zhǎng)達(dá)20年,，這個(gè)技術(shù)非常關(guān)鍵,，這直接導(dǎo)致ASML和臺(tái)積電在線如此強(qiáng)勢(shì)的關(guān)鍵。中國(guó)才剛剛開始啟動(dòng)193納米ArF光刻機(jī)項(xiàng)目,，足足落后ASML20多年,。

而外因是，對(duì)于光刻機(jī)的技術(shù)限制,，早在我國(guó)開始研發(fā)光刻機(jī)時(shí)就已開始,。

由于分步光刻機(jī)對(duì)IC的發(fā)展乃至微電子技術(shù)的發(fā)展有很重要作用，西方發(fā)達(dá)國(guó)家一方面自己拼命發(fā)展這種設(shè)備,，另一方面又對(duì)我國(guó)實(shí)行限制和禁運(yùn),，企圖永遠(yuǎn)抑制我國(guó)電子工業(yè)的發(fā)展。

除價(jià)格昂貴以外,，巴統(tǒng)不批準(zhǔn)向我國(guó)出口先進(jìn)設(shè)備,，國(guó)外工藝線已用0.5μm的機(jī)器的時(shí)候，卻只對(duì)我國(guó)出口1.5μm的機(jī)器,，整整差了三代,。此外，在80年代,，巴統(tǒng)規(guī)定對(duì)我國(guó)出口的DSW光刻機(jī),，鏡頭NA必須小于0.17，即只能有2μm以上的分辨率,。

巴統(tǒng)即成立于1949年的巴黎統(tǒng)籌委員會(huì),，是美國(guó)與其北約盟友建立起來(lái)的出口管制機(jī)構(gòu)，也是瓦森納協(xié)定的前身,。

其實(shí)在巴統(tǒng)建立初期,，中國(guó)并不在其管制范圍之內(nèi)。但后來(lái)隨著美國(guó)對(duì)日態(tài)度和亞洲形態(tài)的重新估量,，最終在1952年將中國(guó)列入了管制的范疇,。列入被限制的有軍事武器裝備、尖端技術(shù)產(chǎn)品和稀有物資等三大類共上萬(wàn)種產(chǎn)品,。

盡管面臨巴統(tǒng)的限制,，時(shí)間走到80年代中后期的時(shí)候,，由于造不如買的思想開始盛行，"貿(mào)工技"風(fēng)潮一時(shí)盛行,，在集成電路等產(chǎn)業(yè)也漸漸與國(guó)外脫節(jié),。

等到2000年后，國(guó)家科技部組織實(shí)施“十五”863計(jì)劃“100nm分辨率193nmArF準(zhǔn)分子激光器步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)”重大項(xiàng)目的研制與攻關(guān),計(jì)劃在2005年完成試生產(chǎn)樣機(jī),2007年小批量生產(chǎn),。

而在2002年,，臺(tái)積電已提出了浸入式193nm技術(shù)方案。

奮起直追

好在,，伴隨著中國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)的日漸發(fā)展,，在光刻技術(shù)領(lǐng)域，也逐漸開始重視,、發(fā)展起來(lái),。

2002年國(guó)家在上海組建上海微電子裝備有限公司(SMEE)承擔(dān)“十五”光刻機(jī)攻關(guān)項(xiàng)目時(shí)，中電科45所將從事分步投影光刻機(jī)研發(fā)任務(wù)的團(tuán)隊(duì)整體遷至上海參與其中,。2008年國(guó)家又啟動(dòng)了“02”科技重大專項(xiàng)予以銜接持續(xù)攻關(guān)。

過(guò)幾年的努力,，自主設(shè)計(jì),、制造和集成的國(guó)內(nèi)首臺(tái)100納米投影光刻機(jī)樣機(jī)研制取得成功，使國(guó)內(nèi)高端光刻機(jī)的水平有了重大突破,，并為國(guó)家02科技重大專項(xiàng)高端光刻機(jī)項(xiàng)目的持續(xù)實(shí)施奠定了良好基礎(chǔ),。

通過(guò)“十五”光刻機(jī)專項(xiàng)攻關(guān)的初步成功和國(guó)家“02”科技重大專項(xiàng)多年的實(shí)施，SMEE掌握了光刻機(jī)多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，成為世界上繼歐洲和日本3家光刻機(jī)公司之后的少數(shù)掌握高端光刻機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成測(cè)試技術(shù)的公司,。

目前，中國(guó)光刻機(jī)技術(shù)與國(guó)外相比,，差距依然巨大,。然而在一些自主技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)取得相關(guān)突破,。

華卓精科生產(chǎn)的光刻機(jī)雙工件臺(tái),，打破了ASML公司在光刻機(jī)工件臺(tái)上的技術(shù)上的壟斷，成為世界上第二家掌握雙工件臺(tái)核心技術(shù)的公司,。

2018年5月,，清華大學(xué)機(jī)械工程系教授朱煜在接受華璋資本調(diào)研時(shí)表示，其生產(chǎn)的雙工件臺(tái)打破ASML在工件臺(tái)上的技術(shù)壟斷,，是世界上第二家掌握雙工件臺(tái)核心技術(shù)的公司,，而且在全球能單獨(dú)供應(yīng)工件臺(tái)的也只有華卓精科。

在今年年中,，上海微電子裝備 (集團(tuán))股份有限公司披露,，將在 2021-2022 年交付第一臺(tái) 28nm 工藝的國(guó)產(chǎn)沉浸式光刻機(jī),。國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)將從此前的 90nm工藝一舉突破到 28nm 工藝。

光刻機(jī)整機(jī)與分系統(tǒng)匯聚了光學(xué),、精密機(jī)械,、控制、材料等領(lǐng)域大量的頂尖技術(shù),，很多技術(shù)需要做到工程極限,。

盡管我國(guó)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域已取得突破，但相對(duì)光刻機(jī)更多關(guān)鍵技術(shù)來(lái)說(shuō),，仍只是九牛一毛,。“路漫漫其修遠(yuǎn)兮,，吾將上下而求索”,，面對(duì)技術(shù)差距，中國(guó)光刻機(jī)之路還很長(zhǎng),，加大對(duì)光刻機(jī)的投入,，改善研發(fā)條件，吸引人才,，也成為光刻機(jī)發(fā)展中不可或缺的一環(huán),。


對(duì)于此，機(jī)械社區(qū)公眾號(hào)的部分網(wǎng)友發(fā)表了各自的看法——

一句造不如買,，徹底斷送了大飛機(jī),，汽車，電子……無(wú)數(shù)行業(yè)的根基,。
@滄海一聲笑


SMEE的就是吹牛,。幾大關(guān)鍵部件都是零打碎敲弄來(lái)的。我就問(wèn)一個(gè)：既然100nm機(jī)器“成功”了,，怎么沒(méi)推向市場(chǎng),？哪怕做不了高端芯片，還可以用來(lái)做低端芯片�,�,！真相是100nm根本沒(méi)成功，套刻精度不行,，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值,！
@g


四十年過(guò)去了，現(xiàn)在還在開會(huì),，哈哈哈
@晨曦


可能你不懂國(guó)企,。。,。
@Dellen


在企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)待過(guò)的人都知道什么問(wèn)題,，但就解決不了,！
很明顯有些制約要素就是不能改！
這種人,，才是一直搞不好的禍根
@西馳的列車

向宏

啥東西都不能追溯歷史,，歷史再早也是先人的功勞，得把自己當(dāng)下搞起來(lái)才行

sgxap666

那時(shí)要是發(fā)現(xiàn)房地產(chǎn)好搞,，也不會(huì)開那個(gè)會(huì)了吧,。

魍者歸來(lái)

sgxap666 發(fā)表于 2020-9-25 09:56
那時(shí)要是發(fā)現(xiàn)房地產(chǎn)好搞，也不會(huì)開那個(gè)會(huì)了吧,。

房地產(chǎn)還要建設(shè)才能拿到錢,，直接搗騰城市戶口不香嗎？當(dāng)時(shí)可不是沒(méi)發(fā)現(xiàn),，而是沒(méi)必要操那份心,。

sgxap666

魍者歸來(lái) 發(fā)表于 2020-9-25 10:31
房地產(chǎn)還要建設(shè)才能拿到錢，直接搗騰城市戶口不香嗎,？當(dāng)時(shí)可不是沒(méi)發(fā)現(xiàn),，而是沒(méi)必要操那份心。

對(duì),，我差點(diǎn)忘了這事，農(nóng)轉(zhuǎn)非吧,，一個(gè)戶口幾萬(wàn)塊,，然后發(fā)現(xiàn)也沒(méi)公糧發(fā)，啥優(yōu)勢(shì)都沒(méi)有了,。

m2006410

厲害了

未來(lái)第一站

我們的國(guó)家科技重大專項(xiàng)驗(yàn)收后大多填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,，達(dá)到世界領(lǐng)先水平，最終都在倉(cāng)庫(kù)里吃灰,。

及上開

都在吹呢

Kevin_Lr

燒錢騙項(xiàng)目的玩意

tsaohuan

國(guó)企國(guó)有體制搞這些,，不是騙錢就是什么都搞不出來(lái)，浪費(fèi)時(shí)間和金錢,。