国产光刻机的发展史
这是最好的时代 ， 也是最坏的时代 。中国的半导体产业正在不断苏醒 ， 但有些地方却仍掣肘于他国 。别的不说 ， 先来谈谈光刻机吧 。 在芯片制造漫长的产业链中 ， 光刻机是最为耀眼的明珠 ， 它代表了人类科技发展的顶级水平(另一个是航空发动机) ， 它是芯片制造中必不可少的精密设备 。简单来说 ， 做芯片缺了光刻机就相当于被人掐住了脖子 ， 在半导体产业逐渐抬头的这一年 ， 光刻机却并没有多大起色 。 很遗憾的说 ， 在高端光刻机领域 ， 中国没有发言权 。难道光刻机从发明之初 ， 中国就一直落于人后？不好下定论 。 文学史上有一句话：“脱离时代背景去分析人物事件都是耍流氓 。 ”因此 ， 小编尽可能将自己投身于时代的洪流 ， 站在几十年后的今天 ， 用浅薄的历史观去揭开沉重的枷锁 。 走进最初的光刻机时代 ， 顺着时间脉络 ， 找出中国光刻机发展的历程 。 此文仅为抛砖引玉 ， 各位看官若有更独到的见解也不妨指点一二 。缘起70年代1952年 ， 二战的硝烟刚刚散去 ， 中国开启了计算机事业 ， 国家成立电子计算机科研小组 ， 由数学研究所所长华罗庚负责 。 从这一年开始中国第一次有了经济数据 ， GDP总量是日本的1.76倍 ， 却仅仅达到美国的8.3% 。 总量大于日本 ， 但人均比日本少 ， 发展水平与日本有一定差距 ， 但差距并不算大 。 也就是说1950年代的中国和日本基本处在同一水平线上 ， 但跟美国比根本不够看 。1952-1959中美两国GDP对比(美元)
1952-1959中日两国GDP对比(美元)
1956年 ， 我国第一只晶体三极管诞生 ， 自此与发达国家一样 ， 中国也进入半导体新纪元 。 此时距离贝尔实验室研发的世界上第一只点接触三极管已经过去了9年 。世界上第一个晶体管1958年我国第一枚锗晶体管试制成功 。1961年我国第一个集成电路研制课题组成立 。1962年我国第一代硅平面晶体管问世 。1965年 ， 我国第一块集成电路在北京、石家庄和上海等地相继问世 。 其中包括中国科学院半导体研究所、河北半导体研究所(简称13所)、北京市无线电技术研究所(简称沙河器件所)等 。划重点 ， 在1962年 ， 我国出现了硅平面晶体管 。 何为平面晶体管？据百度百科资料：“采用平面工艺制作的晶体管 ， 就叫做平面晶体管 。 ”而这所谓的平面工艺 ， 主要就是利用光刻技术和二氧化硅膜的掩蔽作用来进行选择扩散和电极的蒸发 。 而对比上文可知 ， 我国1965年第一块集成电路诞生 ， 可以大胆推测 ， 我国利用光刻技术制造集成电路芯片的时间 ， 差不多处于1965年前后 。1977年 ， 中国恢复高考制度 ， 中国年轻人被压抑10年的悸动与渴望得到释放 ， 而正是在这一年 ， 我国最早的光刻机-GK-3型半自动光刻机诞生 ， 这是一台接触式光刻机(就目前所能得到的资料而言) 。 资料如图所示：
GK-3光刻机当时的美国在20世纪50年代就已经拥有了接触式光刻机 ， 期间相差了二十几年 ， 并且在一年之后 ， GCA又推出真正现代意义的自动化步进式光刻机(Stepper) ， 分辨率比投影式高5倍达到1微米 。此时的光刻机巨头ASML还没有出现 ， 日本的尼康和佳能已于60年代末开始进入这个领域 。之后一年 ， 改革开放 ， 也就是1978年 ， 1445所在GK-3的基础上开发了GK-4 ， 把加工圆片直径从50毫米提高到75毫米 ， 自动化程度有所提高 ， 但还是没有摆脱接触式光刻机 。
通过查阅《光电工程》1981年第05期期刊得知 ， 同一年 ， 中国科学院半导体所开始研制JK-1型半自动接近式光刻机 ， 并在1981年研制成功两台样机 。
文中同时也提到了：
。这两段文字很明显可以看出 ， 当时中国已经知道分步投影光刻技术的显著优点 ， 但是苦于国内生产工艺尚不成熟 ， 所以很难实现 。1982年科学院109厂的KHA-75-1光刻机 ， 这些光刻机在当时的水平均不低 ， 最保守估计跟当时最先进的canon相比最多也就不到4年 ， 而且从jkg系列至今仍再销售的情况来看 ， 都具有不错的使用价值 。1985年 ， 机电部45所研制出了分步光刻机样机 ， 通过电子部技术鉴定 ， 认为达到美国4800DSW的水平 。 如果资料没有错误 ， 这应当是中国第一台分步投影式光刻机 ， 采用的是436纳米G线光源 。 按照这个时间节点算 ， 中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年(美国是1978年) 。时间捋到这里 ， 我们再来回顾一下五十年代-八十年代整个中国半导体产业的发展 。 五十年代开了个好头 ， 到六七十年代的时候 ， 中国大陆的电子工业、半导体工业仅次于美国 ， 领先于韩、台、日 。 1979年上海元件五厂和无线电十四厂甚至成功仿制英特尔公司1974年推出的8080CPU ， 比德国仿制成功还早一年 。
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