【簡介：】專利反而不是制約我們造出高端光刻機(jī)的關(guān)鍵。
說白了，專利是用公開的手段換取科技控制權(quán)，不公開就沒有專利權(quán)，所以保密性和專利權(quán)一般不可兼得，除非公布的技術(shù)方案里，故意隱藏一
專利反而不是制約我們造出高端光刻機(jī)的關(guān)鍵。
說白了，專利是用公開的手段換取科技控制權(quán)，不公開就沒有專利權(quán)，所以保密性和專利權(quán)一般不可兼得，除非公布的技術(shù)方案里，故意隱藏一些技術(shù)參數(shù)或者關(guān)鍵點，但是這樣無法完全保護(hù)產(chǎn)生專利保護(hù)。
而對于光刻機(jī)，ASML有很多壓箱底的保密技術(shù)，不會輕易泄露，而且高端光刻機(jī)的制造難度更在于，它是全球頂尖科技工藝的匯集，并且通過頂級芯片代工企業(yè)，在生產(chǎn)實踐中的不斷驗證和強(qiáng)化。
光刻機(jī)的制造目前被荷蘭ASML、日本尼康和佳能、中國上海微電子四家所把持。我國雖占一席之地，但只限低端設(shè)備。
下面試著分析一下專利對光刻機(jī)制造的影響。
光刻機(jī)的專利重要嗎日本在光刻技術(shù)和光刻機(jī)制造領(lǐng)域起步較早，所以，日本的專利申請量最多，而且除了在本國大量布局之外，日本也比較重視在美國、韓國、中國臺灣和中國大陸的專利布局。日本光刻有先發(fā)優(yōu)勢，在中低端光刻機(jī)的研發(fā)投入了大量精力，也布局了大量相關(guān)專利，所以在中低端光刻技術(shù)上，實力還是很雄厚的。
但是ASML后來居上，專注研發(fā)，且核心技術(shù)絕對保密，在專利建設(shè)上，也超過了尼康和佳能。近幾年關(guān)于高端EUV光刻機(jī)的專利數(shù)量，排名第一的是老牌王者卡爾蔡司（Carl Zeiss），ASML位列第二名，再依次為海力士、三星，它們同時也是ASML的合作伙伴，日本尼康及佳能分別位列第四及第六位。
所以高端EUV光刻機(jī)的專利壁壘還是很高的。但需要注意：ASML深藏不漏的核心機(jī)密技術(shù)，是更具價值的。
高精度光刻機(jī)的技術(shù)難點ASML的成功是全球頂尖工藝的匯集和芯片代工企業(yè)在生產(chǎn)實踐中的不斷驗證和強(qiáng)化。它集合了數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、高分子物理與化學(xué)、表面物理與化學(xué)、精密儀器、機(jī)械、自動化、軟件、圖像識別領(lǐng)域等多項頂尖技術(shù)。
第一難點在于頂級的鏡頭來自獨(dú)一無二的蔡司。
現(xiàn)在世界主流的極紫光刻機(jī)的紫外光線來說要想達(dá)到13.5納米的水平，那么物鏡的數(shù)值口徑要達(dá)到1.35以上，要達(dá)到這個口徑很難，因為要加工亞納米精度的大口徑的鏡片，用到的最大口徑的鏡片達(dá)到了400毫米。目前只有德國的光學(xué)公司可以達(dá)到，當(dāng)然，日本尼康通過購買德國的技術(shù)也可以達(dá)到。
但浸沒式光刻物鏡異常復(fù)雜，涵蓋了光學(xué)、機(jī)械、計算機(jī)、電子學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域最前沿，二十余枚鏡片的初始結(jié)構(gòu)設(shè)計難度極大——不僅要控制物鏡波像差，更要全面控制物鏡系統(tǒng)的偏振像差。因此，在現(xiàn)階段國內(nèi)物鏡也無法完全替代進(jìn)口產(chǎn)品。
第二難點在于13.5nm EUV的極紫光源。
業(yè)內(nèi)巨頭臺積電及英特爾的7nm工藝使用的是浸入式ArF的光刻設(shè)備，但沉浸式光刻在7nm之后的工藝節(jié)點，難以再次發(fā)展，EUV成為了解決這一問題的關(guān)鍵，目前EUV光刻機(jī)光源主要采用的辦法是將準(zhǔn)分子激光照射在錫等靶材上，激發(fā)出13.5nm的光子，作為光刻機(jī)光源。
ASML也是通過收購了全球領(lǐng)先的準(zhǔn)分子激光器廠商Cymer，才獲得光源技術(shù)的保障。
我國在實驗室繞過專利壁壘實現(xiàn)了9nm光刻2016年底，華中科技大學(xué)國家光電實驗室目前利用雙光束在光刻膠上首次完成了 9nm 線寬，雙線間距低至約 50nm 的超分辨光刻。未來將這一工程化應(yīng)用到光刻機(jī)上可以突破國外的專利壁壘，直接達(dá)到 EUV 的加工水平。
據(jù)說，與動輒幾千萬美元的主流光刻機(jī)乃至一億美元售價的 EUV 光刻機(jī)相比，我國的新技術(shù)使得光刻硬件只需要一臺飛秒激光器和一臺普通連續(xù)激光器，成本只是主流光刻機(jī)的幾分之一。
但一個產(chǎn)品從實驗室，走向最后的落地，何其漫長艱難。
結(jié)論是專利不是我們自主高端光刻機(jī)的最大難點光刻機(jī)在芯片制造過程中起著至關(guān)重要的作用，再難也要堅持攻關(guān)，為了使我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈不受制于人，我們需要加快光刻機(jī)的研制步伐，刻不容緩。我們也看到，國家的科學(xué)工作者和企業(yè)界在這方面的努力，希望有一天國產(chǎn)光刻機(jī)在高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車、有所突破。
很多人都知道，中國目前無法生產(chǎn)制造最先進(jìn)工藝的芯片，很大程度上是缺乏尖端光刻機(jī)，雖說光刻機(jī)可以從荷蘭ASML進(jìn)行購買，但是歐美的相關(guān)協(xié)議條款把中國拒之門外，所以無法購買最先進(jìn)的光刻機(jī)，像ASML的euv極紫外光刻機(jī)可能需要很多年以后我們才能購買，當(dāng)然，價格也會非常昂貴。
而如果有辦法打破封鎖協(xié)議，即使花重金，我們也能買到ASML的euv光刻機(jī)的話，那么我們國家是否就可以制造出7nm乃至5nm工藝的先進(jìn)芯片呢？其實不然，芯片制造是一個非常系統(tǒng)復(fù)雜的過程，擁有先進(jìn)光刻機(jī)固然重要，但是光刻機(jī)絕對不是唯一決定性的因素，而只是一部分。
一顆芯片的制造需要5000道程序，任何環(huán)節(jié)都缺一不可，而且一旦環(huán)節(jié)出了問題，整個芯片可能就會報廢或者難產(chǎn)。臺積電可以靠著euv光刻機(jī)來生產(chǎn)7nm芯片，而三星和英特爾也有euv光刻機(jī)，而且這些企業(yè)一定程度上也是ASML的股東，也是共同參與euv光刻機(jī)研發(fā)的企業(yè)，然而英特爾就一直停留在14nm工藝，三星也追不上臺積電，所以一在這個中間環(huán)節(jié)，芯片制造仍然存在很多技術(shù)難點。
此外，ASML光刻機(jī)里的所有零部件都是全世界頂尖的公司供應(yīng)，即使有了設(shè)備、專利和圖紙，如果缺乏這些零部件供應(yīng)，靠一個國家之力還是很難做到的。就拿透鏡這一個部件來說，中國要做出蔡司公司最高級別的產(chǎn)品還是不可能的。所以說，芯片的制造過程是非常復(fù)雜的，任何一個國家僅靠一國之力都是不可能做到，所以全球化分工仍然是大勢所趨，我們只是要盡可能掌握更多的核心技術(shù)。
