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信息量很大！進(jìn)度比預(yù)想要快：國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)為何最終能成？

2023-08-01 18:59:39 來源：王新喜

文/王新喜

(資料圖)

日前，新華網(wǎng)罕見的發(fā)布了一篇《國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)如何突圍？》的文章，從目前的進(jìn)度來看，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)比預(yù)想要快，也最終能成，留給ASML的時(shí)間不多了。

信息量很大，光刻機(jī)關(guān)鍵環(huán)節(jié)或正在突破

新華網(wǎng)這則消息透露，上海微電子正致力于研發(fā)28納米浸沒式光刻機(jī)，預(yù)計(jì)在2023年年底將國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)SSA/800-10W光刻機(jī)設(shè)備交付市場(chǎng)。而此前華為的一項(xiàng)最新專利，在極紫外光刻機(jī)核心技術(shù)上取得突破性進(jìn)展。

此前，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布了一項(xiàng)華為新的專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”，這標(biāo)志著華為在極紫外線光刻機(jī)核心技術(shù)上取得突破性進(jìn)展。

這是官媒公布的消息，信源肯定靠譜。其次，上海微電子可以生產(chǎn)28納米光刻機(jī)，意味著我們解決了從0到1的問題；華為的“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”，則可以讓我們?cè)跇O紫外線光刻機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從1到100的發(fā)展。

從關(guān)鍵信息來看，是純國(guó)產(chǎn)28nm沉浸式光刻機(jī)將于年底交付。事實(shí)上，28nm光刻機(jī)和28nm芯片是不同的，28nm光刻機(jī)能造出的芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止28nm。芯片是芯片，光刻機(jī)是光刻機(jī)，對(duì)于28nm光刻機(jī)而言，最高是可以制造出7nm芯片的。

總的來說，目前該消息的發(fā)布，關(guān)鍵環(huán)節(jié)的突破可能只剩時(shí)間問題了。畢竟，中國(guó)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的消息其實(shí)就和過去諸多卡脖子技術(shù)的突破一樣，外界永遠(yuǎn)不知道進(jìn)度，等知道的那一天，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)了。

高端光刻機(jī)還不宜樂觀，卡脖子的地方還有兩處

荷蘭ASML的光刻機(jī)是集合了全球頂尖公司的產(chǎn)品，一臺(tái)光刻機(jī)有10萬多個(gè)零件，涉及的每一步都需要最先進(jìn)的工藝與零件。ASML公司的EUV光刻機(jī)，需要頂級(jí)的鏡頭和光源以及極致的機(jī)械精度與復(fù)合材料，光源采用美國(guó)的Cymer，透鏡是德國(guó)的蔡司，復(fù)合材料是來自日本等等。光刻機(jī)的激光，鏡頭，雙工臺(tái)，都是精密儀器的頂尖水平。

在過去的一個(gè)共識(shí)是，光刻機(jī)在全球沒有一個(gè)國(guó)家能單獨(dú)造出來，它是集合了全球的頂尖科技的產(chǎn)物。業(yè)界有形象的比喻，用光在晶圓上畫圖，相當(dāng)于兩架客機(jī)齊頭并進(jìn)，一架機(jī)翼上掛一把刀，另一架飛機(jī)上粘一顆米粒，用刀在米粒上刻字。

但如果說這世界上選一個(gè)國(guó)家去單獨(dú)攻克這個(gè)難題，也只能是中國(guó)。

市場(chǎng)需求擺在這里，產(chǎn)業(yè)鏈就有足夠的動(dòng)力，而現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)替代的產(chǎn)業(yè)集群也正在起來。包括科技公司，還有科研院所，高等院校，知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的專業(yè)機(jī)構(gòu)等等。

從國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈公司方面，做光刻機(jī)核心組件的公司已經(jīng)基本成型，做光源系統(tǒng)，做物鏡系統(tǒng)的，做曝光光學(xué)系統(tǒng)的，做雙工作臺(tái)的，做浸沒系統(tǒng)的以及包括光刻膠，光刻氣體，光掩模版，光刻機(jī)缺陷檢測(cè)設(shè)備，涂膠顯影設(shè)備等，都有相關(guān)的公司與產(chǎn)業(yè)分布。

而根據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，國(guó)內(nèi)多家A股上市公司已經(jīng)進(jìn)入到光刻機(jī)全球產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之中，包括光刻機(jī)光源系統(tǒng)廠商福晶科技，物鏡系統(tǒng)廠商奧普光電，涂膠顯影廠商芯源微、富創(chuàng)精密，光掩膜版廠商清溢光電、華潤(rùn)微，缺陷檢測(cè)廠商精測(cè)電子，光刻膠廠商南大光電、容大感光，光刻氣體廠商雅克科技、華特氣體等。

不過，我們還不宜過于樂觀，目前還存在卡脖子的地方。

根據(jù)新華社的報(bào)道，記者調(diào)研的企業(yè)稱：“卡脖子”的難點(diǎn)主要在兩處：一是光源，光刻機(jī)要求體系小、功率高而穩(wěn)定的光源；二是鏡片，為了讓光線能夠精確地照射到硅片上刻畫出微小的圖案，需要一系列高精度和高光滑度的鏡片來聚焦和校準(zhǔn)光線。

但是難點(diǎn)在一點(diǎn)點(diǎn)攻克。上海微電子副董事長(zhǎng)賀榮明在受訪時(shí)表示：“2002年，我國(guó)專家出國(guó)考察時(shí)，對(duì)方工程師說，哪怕把所有圖紙都給你們，你們也未必能做出光刻機(jī)。”回國(guó)后，賀榮明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)夜以繼日攻關(guān)，目前，上海微電子已可量產(chǎn)90納米分辨率的SSX600系列光刻機(jī)，28納米分辨率的光刻機(jī)也有望取得突破。

據(jù)傳上微的SSA800光刻機(jī)類似于阿斯麥的DUV2000i，但指標(biāo)要比2000i高些，通過工藝優(yōu)化可以做到7nm集成電路制程。已經(jīng)跑線一年了，從定型看差不多年底會(huì)批量生產(chǎn)。

進(jìn)度比預(yù)想的快，荷蘭要在功勞簿上添一筆

根據(jù)浙商證券研報(bào)表示，當(dāng)前我國(guó)在清洗、熱處理、去膠設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率分別達(dá)到34%、40%、90%；在涂膠顯影、刻蝕、真空鍍膜的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到10%至30%；在原子層沉積、光刻、量測(cè)檢測(cè)、離子注入的國(guó)產(chǎn)化率暫時(shí)低于5%。

在在目前來看，國(guó)產(chǎn)化率在逐步提升，國(guó)產(chǎn)替代節(jié)奏在加快。國(guó)產(chǎn)DUV光刻機(jī)進(jìn)展還處于保密階段，把量產(chǎn)時(shí)間都放出來了，意味著組裝成整機(jī)，量產(chǎn)的時(shí)間也有望提前了。

以往的歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一旦中國(guó)在某項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域取得突破，國(guó)外品牌會(huì)開始加大出貨，甚至通過市場(chǎng)降價(jià)傾銷的方式來限制國(guó)產(chǎn)品牌研發(fā)投入與產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

正如某業(yè)內(nèi)人士表示，光刻機(jī)那么復(fù)雜的東西，做出來的產(chǎn)品一年全行業(yè)銷售額還不如小米一家賣手機(jī)銷售額的一半。等你萬一做出來了，ASML就可以降價(jià)打死你，因此，在過去市場(chǎng)開放的年代，光刻機(jī)以前其實(shí)連試錯(cuò)的機(jī)會(huì)都沒有。資本是逐利的，誰砸錢給你玩這個(gè)？但就是這么巧，美國(guó)硬是給國(guó)內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造了這么個(gè)賺錢的機(jī)會(huì)。ASML沒法來競(jìng)爭(zhēng)了。

而目前的這個(gè)進(jìn)度，也已經(jīng)在荷蘭的預(yù)料之外，比如說，2022年同興達(dá)還在說光刻機(jī)要用日本的，結(jié)果23年實(shí)際搬進(jìn)來的是上海微電子的光刻機(jī)，當(dāng)然是微米級(jí)的。

另?yè)?jù)光刻機(jī)行業(yè)人士透露，納米級(jí)早已研制出來了，只不過達(dá)不到10nm以內(nèi)。目前還需要時(shí)間，從驗(yàn)收到真正商業(yè)化還需要3-5年；好消息是DUV目前看來只剩時(shí)間問題了。而且EUV和DUV是同步研發(fā)，兩者的時(shí)間間隔可能比預(yù)期短，就像原子彈和氫彈。

從過往諸多技術(shù)的攻克與自主化替代來看，國(guó)內(nèi)尖端技術(shù)領(lǐng)域的歷史性的機(jī)遇，往往都是外部壓力推著我們完成的。

這兩年荷蘭的一系列半導(dǎo)體設(shè)備出口管制新規(guī)，限制部分先進(jìn)光刻機(jī)設(shè)備出口，正在加快我國(guó)先進(jìn)制程設(shè)備、零部件和材料的國(guó)產(chǎn)化步伐，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的攻克，荷蘭的功勞要添上一筆。

從近期來看，美國(guó)要求阿斯麥不許給國(guó)內(nèi)企業(yè)提供售后和保養(yǎng)，國(guó)內(nèi)的反擊措施包括斷供鎵和鍺，另一方面是部分企業(yè)要求退貨，如果退了一方面國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)順理成章拿回市場(chǎng)，阿斯麥國(guó)內(nèi)的企業(yè)將面臨巨大營(yíng)收壓力。

一場(chǎng)輸不起的戰(zhàn)爭(zhēng)，中國(guó)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)為何能成？

國(guó)內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)、光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)，外界的環(huán)境與態(tài)度都在發(fā)生微妙的變化，也不應(yīng)該過度樂觀，不管外界是封鎖還是解禁，都要按照自己的節(jié)奏去布局。

光刻機(jī)有10萬多零件，這就是個(gè)系統(tǒng)工程，各方分工協(xié)作，由點(diǎn)及面，可以產(chǎn)生巨大連鎖效應(yīng)。比如哈工大的激光干涉儀，可以用來檢測(cè)光刻機(jī)的精度和穩(wěn)定性。也可以用來測(cè)量微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀，如微電子器件、光學(xué)元件等，還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

因此，光刻機(jī)的突破的意義不僅僅在于應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，還可以應(yīng)用到光學(xué)儀器、精密機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等。對(duì)國(guó)內(nèi)的眾多行業(yè)的技術(shù)突破都有重大意義，它是一個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的突破，帶動(dòng)的是眾多產(chǎn)業(yè)的突圍與升級(jí)。

中國(guó)人能把高鐵干到4萬公里，安全可靠，性能領(lǐng)先，除了中國(guó)哪個(gè)國(guó)家現(xiàn)在能做到？中國(guó)能在他國(guó)封鎖技術(shù)的情況下，把盾構(gòu)機(jī)做到全球第一，能把空間站送上太空安全運(yùn)行，能建成世界上最大的水力發(fā)電站，并且能保證安全運(yùn)行這些巨型高科技設(shè)備，這世界上哪個(gè)國(guó)家能做到？

中國(guó)單獨(dú)把光伏產(chǎn)業(yè)做到世界第一，在電動(dòng)汽車上把發(fā)展了上百年的燃油車干到被面臨淘汰的危險(xiǎn)境地，除了中國(guó)又有哪個(gè)國(guó)家單獨(dú)做到？

光刻機(jī)是集合了全球的頂尖科技的產(chǎn)物，但同樣不代表中國(guó)不能做到。因?yàn)楹芏嗟氖虑椋驔]有任何一個(gè)國(guó)家能做到但中國(guó)做到了，只要中國(guó)集全國(guó)之力，下定決心去做一件事，過去就沒有做不到的，而且光刻機(jī)這種設(shè)備不制裁永遠(yuǎn)沒機(jī)會(huì)國(guó)產(chǎn)替代。但目前外部恰恰創(chuàng)造了這樣的機(jī)會(huì)。

光刻機(jī)作為一個(gè)成熟的機(jī)械設(shè)備，有非常廣大的市場(chǎng)，對(duì)于中國(guó)的眾多產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與安全有重大意義，中國(guó)必然需要去攻克，如果是必然需要去攻克的項(xiàng)目，光刻機(jī)的突破只是國(guó)內(nèi)眾多產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程的中的必然結(jié)果。

中國(guó)的進(jìn)度之所以比預(yù)想中快，在于國(guó)內(nèi)的制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的布局對(duì)尖端設(shè)備的制造與研發(fā)有推動(dòng)作用，中國(guó)的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)是其他任何國(guó)家所沒有的，國(guó)人工作的效率是其他國(guó)家的3～5倍！成本比其他國(guó)家低50%以上。

尤其在中國(guó)舉國(guó)體制下要攻克的項(xiàng)目下，又能做到大量資金的持續(xù)投入，外部打壓又形成了自主攻克的共識(shí)，有最大的消費(fèi)電子市場(chǎng)作為支撐，并在吸引全球人才、資本以及國(guó)內(nèi)外大量理工科學(xué)生進(jìn)入該行業(yè)，從目前的進(jìn)度與節(jié)奏來看，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的突破差的只是時(shí)間。

《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》這本書很早就說過，這真是一場(chǎng)我們輸不起的“戰(zhàn)爭(zhēng)”，但從目前來看，我們最終還是能贏。這個(gè)結(jié)果，3~5年可能就會(huì)見分曉。

作者：王新喜 TMT資深評(píng)論人本文未經(jīng)許可謝絕轉(zhuǎn)載作者微信公眾號(hào)：智能新連接

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