光刻机|美国能否以一己之力独立制造出当今最先进的5纳米极紫光刻机?

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光刻机|美国能否以一己之力独立制造出当今最先进的5纳米极紫光刻机?

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实事求是地讲 , 美国不但有这个能力 , 而且具有这种技术 。 为什么会如此肯定?其实原因很简单 , 那就是荷兰ASML(阿斯麦)极紫外光刻机的核心技术正是来自于美国 。 目前能生产极紫外光刻机的厂家唯有荷兰阿斯麦 , 很多人认为这是阿斯麦的核心技术 , 实际上这技术来自美国 。 90年代末 , 光刻机的光源采用的是193纳米的氟化氩激光 , 随着摩尔定律的推演 , 氟化氩激光的潜能即将耗尽 。




但这个极紫外光也有缺点 , 那就是容易被不少材料吸收 , 且短波长易产生绕射以及良品率很低 , 总之问题很多 。 英特尔是摩尔定律的坚定支持者 , 面对极紫外光的诱人虽然 , 英特尔下定决心要在极紫外光这一领域有所突破 。 1997年 , 英特尔说服美国 , 与美能源部共同成立了极紫外光研发组织 , 这个组织汇集了美国顶级科研资源 。



其中包括劳伦斯利弗莫尔实验室、劳伦斯伯克利实验室和桑迪亚国家实验室 , 还有摩托罗拉和AMD等巨头公司 。 在该组织中 , 美国成员是主体 , 在外国成员的选择上非常谨慎 。 英特尔当时想邀请阿斯麦和日本尼康加入进来 。 但美国并不想让外国公司获得核心技术 , 阿斯麦立即表示:愿出资在美建厂 , 并保证一半原材料在美采购 。



与尼康相比 , 阿斯麦的诚意显然打动了美国 , 阿斯麦也因此成为两家非美公司之一 , 另一家则是德国的英飞凌 。 六年后 , 这个联合研发组织突破了极紫外光刻机技术 , 学成归来的阿斯麦 , 又用七年时间将理论技术变成现实 。 在此期间 , 阿斯麦集合数所大学和十多个研发机构及公司 , 对技术进行消化 , 于2010年生产出首台EUV光刻机 。 关键问题来了 , 美国能否以一己之力制造5纳米极紫外光刻机?单从技术角度讲 , 美国是可以做到的 , 只不过可能工艺相对要粗糙一些 , 比如核心的分辨率和套刻精度要低些 。




极紫外光刻机核心技术无外乎与光源、镜头、精加工及拼装工艺等 , 这些东西最终体现在分辨率和套刻精度上 。 目前阿斯麦的镜头来自德国蔡司 , 而光源则来自美国Cymer , 其它的小部件也是全球采购 , 自己只负责起装配 。 极紫外光刻机的零件超过10万个 , 大部分是外购来的 , 这并不是阿斯麦没能力自产 , 而是其经营理念就是如此 。 对美国来说 , 如果非要独自来制造 , 也不是没有可能 , 主要的困难可能就是镜头及安装工艺 , 但这不算卡脖子 。



美国也有不少有实力的光学公司 , 比如海洋光学公司 , 还有些院校的光学研究中心 , 生产光刻机镜头应没问题 。 装配工艺这个可以摸索 , 至于精加工 , 对美国来说也不是难点 。 所以说 , 美国独自是能够搞定极紫外光刻机的 。 但事实上 , 这只是一种想法而已 , 美国没有任何必要去独自生产光刻机 , 在开放创新的时代 , 没人愿意这样干 。


【光刻机|美国能否以一己之力独立制造出当今最先进的5纳米极紫光刻机?】
美国掌握核心技术 , 根本没必要事必躬亲 , 美国公司只需将芯片甩给代工厂 , 自己只负责开发设计与软件更迭 。 由此可见 , 美国拥有极紫外光刻机的核心技术 , 完全可以独自制造 。 但从现实来看 , 美国根本没有必要这样做 。 有疑虑的朋友 , 只需知道阿斯麦的极紫外光刻机的核心技术来自美国就行了 , 其它的讨论似乎就没什么意义了 。