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信息量很大！進度比預想要快：國產光刻機為何最終能成？

2023-08-01 18:59:39 來源：王新喜

文/王新喜

(資料圖)

日前，新華網罕見的發布了一篇《國產光刻機如何突圍？》的文章，從目前的進度來看，國產光刻機比預想要快，也最終能成，留給ASML的時間不多了。

信息量很大，光刻機關鍵環節或正在突破

新華網這則消息透露，上海微電子正致力于研發28納米浸沒式光刻機，預計在2023年年底將國產第一臺SSA/800-10W光刻機設備交付市場。而此前華為的一項最新專利，在極紫外光刻機核心技術上取得突破性進展。

此前，國家知識產權局公布了一項華為新的專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”，這標志著華為在極紫外線光刻機核心技術上取得突破性進展。

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28納米光刻機，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”，則可以讓我們在極紫外線光刻機領域實現從1到100的發展。

從關鍵信息來看，是純國產28nm沉浸式光刻機將于年底交付。事實上，28nm光刻機和28nm芯片是不同的，28nm光刻機能造出的芯片遠遠不止28nm。芯片是芯片，光刻機是光刻機，對于28nm光刻機而言，最高是可以制造出7nm芯片的。

總的來說，目前該消息的發布，關鍵環節的突破可能只剩時間問題了。畢竟，中國國產光刻機的消息其實就和過去諸多卡脖子技術的突破一樣，外界永遠不知道進度，等知道的那一天，國產光刻機已經大規模量產了。

高端光刻機還不宜樂觀，卡脖子的地方還有兩處

荷蘭ASML的光刻機是集合了全球頂尖公司的產品，一臺光刻機有10萬多個零件，涉及的每一步都需要最先進的工藝與零件。ASML公司的EUV光刻機，需要頂級的鏡頭和光源以及極致的機械精度與復合材料，光源采用美國的Cymer，透鏡是德國的蔡司，復合材料是來自日本等等。光刻機的激光，鏡頭，雙工臺，都是精密儀器的頂尖水平。

在過去的一個共識是，光刻機在全球沒有一個國家能單獨造出來，它是集合了全球的頂尖科技的產物。業界有形象的比喻，用光在晶圓上畫圖，相當于兩架客機齊頭并進，一架機翼上掛一把刀，另一架飛機上粘一顆米粒，用刀在米粒上刻字。

但如果說這世界上選一個國家去單獨攻克這個難題，也只能是中國。

市場需求擺在這里，產業鏈就有足夠的動力，而現有的國產替代的產業集群也正在起來。包括科技公司，還有科研院所，高等院校，知識產權方面的專業機構等等。

從國內產業鏈公司方面，做光刻機核心組件的公司已經基本成型，做光源系統，做物鏡系統的，做曝光光學系統的，做雙工作臺的，做浸沒系統的以及包括光刻膠，光刻氣體，光掩模版，光刻機缺陷檢測設備，涂膠顯影設備等，都有相關的公司與產業分布。

而根據新華網報道，國內多家A股上市公司已經進入到光刻機全球產業鏈各環節之中，包括光刻機光源系統廠商福晶科技，物鏡系統廠商奧普光電，涂膠顯影廠商芯源微、富創精密，光掩膜版廠商清溢光電、華潤微，缺陷檢測廠商精測電子，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。

根據新華社的報道，記者調研的企業稱：“卡脖子”的難點主要在兩處：一是光源，光刻機要求體系小、功率高而穩定的光源；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光線。

但是難點在一點點攻克。上海微電子副董事長賀榮明在受訪時表示：“2002年，我國專家出國考察時，對方工程師說，哪怕把所有圖紙都給你們，你們也未必能做出光刻機。”回國后，賀榮明帶領團隊夜以繼日攻關，目前，上海微電子已可量產90納米分辨率的SSX600系列光刻機，28納米分辨率的光刻機也有望取得突破。

據傳上微的SSA800光刻機類似于阿斯麥的DUV2000i，但指標要比2000i高些，通過工藝優化可以做到7nm集成電路制程。已經跑線一年了，從定型看差不多年底會批量生產。

進度比預想的快，荷蘭要在功勞簿上添一筆

根據浙商證券研報表示，當前我國在清洗、熱處理、去膠設備的國產化率分別達到34%、40%、90%；在涂膠顯影、刻蝕、真空鍍膜的國產化率達到10%至30%；在原子層沉積、光刻、量測檢測、離子注入的國產化率暫時低于5%。

在在目前來看，國產化率在逐步提升，國產替代節奏在加快。國產DUV光刻機進展還處于保密階段，把量產時間都放出來了，意味著組裝成整機，量產的時間也有望提前了。

以往的歷史經驗告訴我們，一旦中國在某項技術領域取得突破，國外品牌會開始加大出貨，甚至通過市場降價傾銷的方式來限制國產品牌研發投入與產品競爭力。

正如某業內人士表示，光刻機那么復雜的東西，做出來的產品一年全行業銷售額還不如小米一家賣手機銷售額的一半。等你萬一做出來了，ASML就可以降價打死你，因此，在過去市場開放的年代，光刻機以前其實連試錯的機會都沒有。資本是逐利的，誰砸錢給你玩這個？但就是這么巧，美國硬是給國內企業創造了這么個賺錢的機會。ASML沒法來競爭了。

而目前的這個進度，也已經在荷蘭的預料之外，比如說，2022年同興達還在說光刻機要用日本的，結果23年實際搬進來的是上海微電子的光刻機，當然是微米級的。

另據光刻機行業人士透露，納米級早已研制出來了，只不過達不到10nm以內。目前還需要時間，從驗收到真正商業化還需要3-5年；好消息是DUV目前看來只剩時間問題了。而且EUV和DUV是同步研發，兩者的時間間隔可能比預期短，就像原子彈和氫彈。

從過往諸多技術的攻克與自主化替代來看，國內尖端技術領域的歷史性的機遇，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體設備出口管制新規，限制部分先進光刻機設備出口，正在加快我國先進制程設備、零部件和材料的國產化步伐，國產光刻機的攻克，荷蘭的功勞要添上一筆。

從近期來看，美國要求阿斯麥不許給國內企業提供售后和保養，國內的反擊措施包括斷供鎵和鍺，另一方面是部分企業要求退貨，如果退了一方面國產光刻機順理成章拿回市場，阿斯麥國內的企業將面臨巨大營收壓力。

一場輸不起的戰爭，中國光刻機產業為何能成？

國內的芯片產業、光刻機產業，外界的環境與態度都在發生微妙的變化，也不應該過度樂觀，不管外界是封鎖還是解禁，都要按照自己的節奏去布局。

光刻機有10萬多零件，這就是個系統工程，各方分工協作，由點及面，可以產生巨大連鎖效應。比如哈工大的激光干涉儀，可以用來檢測光刻機的精度和穩定性。也可以用來測量微細結構的尺寸和形狀，如微電子器件、光學元件等，還可以應用于其他領域。

因此，光刻機的突破的意義不僅僅在于應用于消費電子領域，還可以應用到光學儀器、精密機械、生物醫學等。對國內的眾多行業的技術突破都有重大意義，它是一個鏈式反應的突破，帶動的是眾多產業的突圍與升級。

中國人能把高鐵干到4萬公里，安全可靠，性能領先，除了中國哪個國家現在能做到？中國能在他國封鎖技術的情況下，把盾構機做到全球第一，能把空間站送上太空安全運行，能建成世界上最大的水力發電站，并且能保證安全運行這些巨型高科技設備，這世界上哪個國家能做到？

中國單獨把光伏產業做到世界第一，在電動汽車上把發展了上百年的燃油車干到被面臨淘汰的危險境地，除了中國又有哪個國家單獨做到？

光刻機是集合了全球的頂尖科技的產物，但同樣不代表中國不能做到。因為很多的事情，全球沒有任何一個國家能做到但中國做到了，只要中國集全國之力，下定決心去做一件事，過去就沒有做不到的，而且光刻機這種設備不制裁永遠沒機會國產替代。但目前外部恰恰創造了這樣的機會。