什么是光刻機？

光刻機是芯片制造的核心設備之一，按照用途可以分為好幾種：有用于生產芯片的光刻機；有用于封裝的光刻機；還有用于LED制造領域的投影光刻機。用于生產芯片的光刻機是中國在半導體設備制造上最大的短板，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口，本次廈門企業從荷蘭進口的光刻機就是用于芯片生產的設備。

在高端光刻機上，除了龍頭老大ASML，尼康和佳能也曾做過光刻機，而且尼康還曾經得到過Intel的訂單。但是近些年，尼康在ASML面前被打的毫無還手之力，高端光刻機市場基本被ASML占據——即便是尼康最新的Ar-F immersion 630賣價還不到ASML Ar-F immersion 1980D平均售價的一半，也無法挽回敗局。

原因何在？一方面是Intel新CEO上臺后，不再延續與尼康的620D合同，這使得尼康失去了一個大客戶。另一方面，也和尼康自身技術實力不足有關，尼康的光刻機相對于ASML有不少瑕疵，在操作系統上設計的架構有缺陷，而且尼康的光刻機的實際性能和尼康官方宣傳的有不小差距，這使得臺積電、Intel、三星、格羅方德等晶圓大廠不可能為了省一點錢去賣有瑕疵的產品。

目前，尼康的高端光刻機基本被ASML吊打，主流半導體產線中只有少數低階老機齡的光刻機還是尼康或者佳能，其他基本都是ASML的天下。某種程度上，尼康的光刻機也只能用賣的超級便宜來搶市場了。那么，賣的到底有多便宜呢？

用數據來說話，ASML的 EUV NXE 3350B 單價超過1億美元，ArF Immersion售價大約在7000萬美元左右。相比之下，尼康光刻機的單價只相當于ASML價格的三分之一。

中國的光刻機發展水平

2016年，清華大學召開了“光刻機雙工件臺系統樣機研發”項目驗收會，專家組對項目任務完成情況予以高度評價，并一致同意該項目通過驗收。

工件臺系統是光刻機的重要子系統，工件臺系統的運行速度、加速度、系統穩定性和系統的定位建立時間對光刻機的生產精度和效率起著至關重要的作用。本次“光刻機雙工件臺系統樣機研發”項目驗收，標志中國在雙工件臺系統上取得技術突破，但這僅僅是實現光刻機國產化萬里長征的一部分，距離打破ASML的技術壟斷還有很長的路要走。

日前，“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項實施管理辦公室組織專家，在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所召開了“極紫外光刻關鍵技術研究”項目驗收會。評審專家組充分肯定了項目取得的一系列成果，一致同意項目通過驗收，認為該項目的順利實施將我國極紫外光刻技術研發向前推進了重要一步。

極紫外光刻光學技術代表了當前應用光學發展最高水平，作為前瞻性EUV光刻關鍵技術研究，項目指標要求高，技術難度大、瓶頸多，創新性高，同時國外技術封鎖嚴重。

因此我們看到，中國也是取得了很大的進步的。但是中國想要趕上，絕不是一朝一夕的事，需要各類基礎領域扎實的人才，這也是最難的。

中外光刻機的巨大差距

光刻機被業界譽為集成電路產業皇冠上的明珠，研發的技術門檻和資金門檻非常高。也正是因此，能生產高端光刻機的廠商非常少，到最先進的14nm光刻機就只剩下ASML，日本佳能和尼康已經基本放棄第六代EUV光刻機的研發。

相比之下，國內光刻機廠商則顯得非常寒酸，處于技術領先的上海微電子裝備有限公司已量產的光刻機中性能最好的是90nm光刻機，制程上的差距就很大……國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。

這不僅使國內晶圓廠要耗費巨資購買設備，對產業發展和自主技術的成長也帶來很大不利影響--ASML在向國內晶圓廠出售光刻機時有保留條款，那就是禁止用ASML出售給國內的光刻機給國內自主CPU做代工--只要中芯國際、華力微等晶圓廠采購的ASML光刻機，雖然不影響給ARM芯片做代工，但卻不可能給龍芯、申威等自主CPU做代工、商業化量產。即便是用于科研和國防領域的小批量生產，也存在一定風險--采用陶瓷加固封裝、專供軍用的龍芯3A1500和在黨政軍市場使用的龍芯3A2000，只能是小批量生產，而且在宣傳上 也只能含糊其辭的說明是境內流片……這很大程度上影響了自主技術和中國集成電路產業的發展。

高端光刻機完全依賴進口

目前，光刻機領域的龍頭老大是荷蘭ASML，并已經占據了高達80%的市場份額，壟斷了高端光刻機市場。日本尼康在高端光刻機上完全被ASML擊敗，即便尼康的ArF光刻機售價僅僅不到ASML的一半也無補于事。Intel、臺積電、三星用來加工14/16nm芯片的光刻機都是買自ASML，格羅方德、聯電以及中芯國際等晶圓廠的光刻機主要也是來自ASML。

更關鍵的是，最先進的EUV光刻機全球僅僅ASML能夠生產，ASML在今年第三季度和第四季度出售的兩臺EUV光刻機售價都超過1億美元，落后EUV一代的ArF光刻機平均售價也在4000萬至5000萬歐元左右，從高企的報價和EUV光刻機全球僅此一家出售可以看出，光刻機的技術門檻極高，是人類智慧集大成的產物。

相比之下，國內光刻機廠商則顯得非常寒酸，處于技術領先的上海微電子裝備有限公司已量產的光刻機中，性能最好的是能用來加工90nm芯片的光刻機，技術差距說是鴻溝都不為過。正是因此，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口，本次從荷蘭空運至廈門機場的ASML光刻機，就是用于芯片生產制造的高端光刻機，由于是廈門的一家公司申報進口的，筆者猜測，這臺設備很有可能是廈門當地政府與***聯華電子合資的晶圓廠從荷蘭ASML采購的。不過，由于西方瓦森納協議的限制，中國只能買到ASML的中低產品，這一點從廈門當地企業進口的光刻機報價僅1億人民幣就可以看出來了。

荷蘭光刻機為什么厲害

光刻機，是芯片制造的核心設備之一。在世界上，能生產光刻機的國家不多，目前，光刻機領域的龍頭老大是荷蘭ASML，美國、日本雖然也能生產光刻機，但都是荷蘭授權的技術，且相當一部分還是從荷蘭原裝進口的，比如日本的尼康，也能生產光刻機，但是同類型產品即使售價只有ASML光刻機的一半，也鮮有人問津，無濟于事。ASML過去五年的股價，已漲了249％。讓這家業界之外籍籍無名的專業設備廠，成為僅次于皇家殼牌石油以及聯合利華的荷蘭市值第三大公司。

荷蘭國家小，封建統治力量相對薄弱，資產階級革命最早取得成就，建立了為資產階級服務的政權和強大的海軍。社會制度是主要原因。

光荷蘭ASML牛到什么地步？他已經占據了高達80%的市場份額，壟斷了高端光刻機市場，而且世界主要芯片制造商英特爾，三星和臺積電都是ASML的股東，它們用來加工14/16nm芯片的光刻機都是買自ASML，而格羅方德、聯電以及中芯國際等晶圓廠的光刻機主要也是來自ASML，ASML可謂獨步天下，獨孤求敗。而在我國國內，晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。

這就是ASML售價超過1億美金，世界最先進的光刻機：EUV NXE 3350B（EUV極紫外線光刻機），號稱半導體業的終極武器，臺積電、英特爾都寄望，這臺史上最昂貴的「工具機」，會在2017年開始試產的七奈米制程大發神威，成為主力機種。

相比之下，國內光刻機廠商則顯得非常寒酸，處于技術領先的上海微電子裝備有限公司已量產的光刻機中，性能最好的是能用來加工90nm芯片的光刻機，技術差距說是鴻溝都不為過。正是因此，國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口，但是由于西方瓦森納協議的限制，中國只能買到ASML的中低產品，這一點從2016年廈門當地企業進口的光刻機報價僅1億人民幣就可以看出來了。

荷蘭光刻機為什么不賣給中國？

作為集成電路制造過程中最核心的設備，光刻機至關重要，芯片廠商想要提升工藝制程，沒有它萬萬不行，中國半導體工藝為啥提升不上去，光刻機被禁售是一個主要因素。

這么昂貴的設備，為什么不賣給中國呢？這就要提到《瓦森納協定》。

《瓦森納協定》又稱瓦森納安排機制，全稱為《關于常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》，目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等40個成員國（注：沒有中國）。盡管“瓦森納安排”規定成員國自行決定是否發放敏感產品和技術的出口許可證，并在自愿基礎上向“安排”其他成員國通報有關信息。但“安排”實際上完全受美國控制。當“瓦森納安排” 某一國家擬向中國出口某項高技術時，美國甚至直接出面干涉，如捷克擬向中國出口“無源雷達設備”時，美便向捷克施加壓力，迫使捷克停止這項交易。

不過據說這個協定對中國也不是完全禁售，只是禁售最新的幾代設備。瓦森納協議每過幾年都會更新禁售列表，比如2010年90nm以下的設備都是不允許銷售的，到2015年就改成65nm以下的了。

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