我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域遭到了美國(guó)的嚴(yán)厲封鎖，中國(guó)造不出頂尖光刻機(jī)？

眾所周知，我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域遭到了美國(guó)的嚴(yán)厲封鎖，從芯片到光刻機(jī)，任何廠商都不能向中方提供先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，否則就要遭到美方的打壓。在這種情況下，各大廠商只能放棄對(duì)華合作，而我國(guó)想要破局只能自主研發(fā)，首先要做的就是獨(dú)立制造光刻機(jī)。目前較為先進(jìn)的光刻機(jī)是EUV設(shè)備，但我國(guó)卻僅有DUV設(shè)備，想要造出5nm、7nm以及更高制程的芯片，只能攻克EUV技術(shù)。

但在最近，光刻機(jī)巨頭ASML總裁卻再放狠話，聲稱中國(guó)直言光刻機(jī)的希望很渺茫，幾乎不可能獨(dú)立復(fù)制出先進(jìn)的設(shè)備。這一點(diǎn)的確是事實(shí)，EUV難度之所以高，就是因?yàn)槠浼闪巳蝽敿饧夹g(shù)，供應(yīng)鏈和技術(shù)都來(lái)自不同的國(guó)家，我國(guó)想要在短時(shí)間內(nèi)追平差距的確很難，但這并不代表沒(méi)有希望。而ASML總裁也立即補(bǔ)充道，話不能太絕對(duì)，中國(guó)一定會(huì)為此努力嘗試。

光刻技術(shù)是使微電子和納米電子器件在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中不斷微縮的基礎(chǔ)技術(shù)之一，光刻制造是晶圓制造最關(guān)鍵、最復(fù)雜和時(shí)間占比最高的環(huán)節(jié)。

目前，全球光刻機(jī)已由荷蘭ASML、日本尼康和佳能公司完全壟斷。據(jù)芯思想研究院(ChipInsights)數(shù)據(jù)，2020年上述三家公司半導(dǎo)體用光刻機(jī)出貨413臺(tái)，較2019年的359臺(tái)增加54臺(tái)，漲幅為15%。其中，ASML公司出貨258臺(tái)，占比62.47%;尼康公司出貨31臺(tái)，占比7.51%;佳能公司出貨122臺(tái)，占比29.54%。

據(jù)估算，光刻機(jī)約占晶圓制造設(shè)備投資額的23%，再加上光刻工藝步驟中的光刻膠、光刻氣體、光罩(光掩膜版)、涂膠顯影設(shè)備等諸多配套設(shè)施和材料投資，整個(gè)光刻工藝占芯片成本的30%左右。

區(qū)別于晶圓制造其他工藝，光刻機(jī)組件及配套設(shè)施復(fù)雜，形成了自身的產(chǎn)業(yè)鏈。光刻機(jī)的制造研發(fā)并不是某一個(gè)企業(yè)能夠單獨(dú)完成的，光刻作為晶圓制造過(guò)程中最復(fù)雜、最重要的步驟，主要體現(xiàn)在光刻產(chǎn)業(yè)鏈高端復(fù)雜，需要很多頂尖的企業(yè)相互配合才可以完成。光刻產(chǎn)業(yè)鏈主要體現(xiàn)為兩點(diǎn)：一是作為光刻核心設(shè)備的光刻機(jī)組件復(fù)雜，包括光源、鏡頭、激光器、工作臺(tái)等在內(nèi)的組件技術(shù)往往只被全球少數(shù)幾家公司掌握;二是與光刻機(jī)配套的光刻膠、光刻氣體、光罩(光掩膜版)等半導(dǎo)體材料和涂膠顯影設(shè)備同樣擁有較高的科技含量。

伴隨著工藝與設(shè)備的雙重突破，光刻設(shè)備成為推動(dòng)摩爾定律的核心設(shè)備。光刻機(jī)已經(jīng)歷經(jīng)五代發(fā)展。隨著制程精度提升，光刻機(jī)復(fù)雜程度提高，ASML(阿斯麥爾)公司貫通光刻產(chǎn)業(yè)鏈，完全壟斷了10納米以下的工藝。

以ASML的EUV(極紫外)光刻機(jī)為例，7納米制程的EUV光刻機(jī)內(nèi)部共有10萬(wàn)個(gè)零件，90%的關(guān)鍵設(shè)備來(lái)自外國(guó)而非荷蘭本國(guó)。ASML作為整機(jī)公司，實(shí)質(zhì)上只負(fù)責(zé)光刻機(jī)設(shè)計(jì)與各模塊集成，需要全而精的上游產(chǎn)業(yè)鏈作為堅(jiān)實(shí)的支撐。縱觀ASML的5 000多個(gè)供應(yīng)商，其中與產(chǎn)品相關(guān)的供應(yīng)商提供直接用于生產(chǎn)光刻系統(tǒng)的材料、設(shè)備、零部件和工具，此類別包括790家供應(yīng)商，采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)支出占ASML總開(kāi)支的66%。

說(shuō)到國(guó)產(chǎn)科技的痛，一定繞不開(kāi)的話題就是光刻機(jī)，現(xiàn)在以華為在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)手機(jī)已經(jīng)越來(lái)越成熟了，但在芯片大戰(zhàn)中，中國(guó)仍然處于下風(fēng)。當(dāng)然，人們也知道我們?cè)觳怀鲰敿?jí)芯片，是因?yàn)橘I不到高端的EUV光刻機(jī)。目前我們芯片只能生產(chǎn)14納米，光刻機(jī)只能生產(chǎn)28納米，距離頂尖水平還差很遠(yuǎn)。

光刻機(jī)是芯片制造的核心設(shè)備，也是研發(fā)難度最大的半導(dǎo)體設(shè)備，目前來(lái)看，全球最頂尖的光刻機(jī)制造商是荷蘭的阿斯麥，但該公司也被美國(guó)視為圍堵中國(guó)大陸芯片發(fā)展的“政治棋子”，因此，中國(guó)遭到了西方的“卡脖子”，被封鎖了購(gòu)買先進(jìn)光刻機(jī)的渠道。

在這樣的背景下，荷蘭竟有了對(duì)我們“叫囂”的狂妄，不久前，阿斯麥CEO溫彼得稱，中國(guó)不太可能獨(dú)立復(fù)制出頂尖光刻機(jī)技術(shù)。同時(shí)他還給出解釋，表示，阿斯麥能有今天的成就源于不懈的創(chuàng)新，以及整合只有從非中國(guó)供應(yīng)商處才能獲得的零部件。隨后，他話音一轉(zhuǎn)，說(shuō)這并非絕對(duì)不可能，因?yàn)橹袊?guó)的物理定律和我們這里是一樣的。永遠(yuǎn)別那么絕對(duì)，他們肯定會(huì)嘗試的。

事實(shí)上，中國(guó)一直以來(lái)也在不斷嘗試打破卡脖子格局，甚至還收購(gòu)了日本先鋒微技術(shù)公司，讓國(guó)內(nèi)芯片研發(fā)制造實(shí)力大增。收購(gòu)先鋒科技，意味著其公司旗下所有的產(chǎn)品都將成為中國(guó)所屬，其中還包括了五臺(tái)光刻機(jī)。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)芯片來(lái)說(shuō)無(wú)疑是個(gè)好消息。

同時(shí)，我們也要認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，美國(guó)多次打壓與芯片有關(guān)的中國(guó)企業(yè)，比如中興和華為，美國(guó)制定的“規(guī)則”一次次向我們潑下冷水，說(shuō)到底就是因?yàn)槲覀冊(cè)谛酒圃鞓I(yè)上的短板，不論制造芯片的路上有多難，這條路我們都會(huì)堅(jiān)持走下去。

值得一提的是，從2018年開(kāi)始，阿斯麥就試圖向中國(guó)大陸銷售EUV光刻機(jī)，希望進(jìn)一步進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)，但在美國(guó)的持續(xù)施壓下，荷蘭政府一直未批準(zhǔn)其出口許可申請(qǐng)，其實(shí)荷蘭也在一直擔(dān)心，擔(dān)心出口管制將加快中國(guó)自主研發(fā)，15年時(shí)間里他們將做出所有的東西，擔(dān)心中國(guó)完全自主掌控供應(yīng)鏈之后，歐洲供應(yīng)商將徹底失去市場(chǎng)。

這顯然無(wú)需多言，雖然自主研發(fā)光刻機(jī)很難，但并非沒(méi)有可能，更何況中國(guó)完全可以用技術(shù)革新來(lái)實(shí)現(xiàn)超越。而在小編看來(lái)，ASML總裁此番發(fā)言可能是“醉翁之意不在酒”，雖說(shuō)其是業(yè)內(nèi)巨頭，有資格預(yù)測(cè)中國(guó)獨(dú)立自研光刻機(jī)的可能，但屢次三番提起說(shuō)明其真實(shí)意圖絕沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。從ASML的幾次發(fā)言來(lái)看，其似乎比我國(guó)還要關(guān)切，在光刻機(jī)自研上，為何ASML比中國(guó)還著急?利潤(rùn)下降足以說(shuō)明問(wèn)題。

在無(wú)法對(duì)華出售設(shè)備的這段時(shí)間里，ASML的營(yíng)收利潤(rùn)直降，光2021年四季度，其收入就同比下滑12%，這種下滑持續(xù)到2022年一季度，預(yù)計(jì)將同比下滑30%以上，收入預(yù)計(jì)只有33億歐元。中國(guó)不買利潤(rùn)直降?雖說(shuō)在這期間全球經(jīng)歷了疫情，ASML也在不久前遭遇了工廠大火，出貨延遲導(dǎo)致利潤(rùn)下降，但失去中國(guó)市場(chǎng)的確在影響著ASML的收入。

如今，我國(guó)已經(jīng)建立起全球最完善的工業(yè)體系，覆蓋200多個(gè)工業(yè)門類，能自主解決99%以上的工業(yè)配件需求，“中國(guó)制造”已經(jīng)成為我國(guó)新的名牌，走向了全球。遺憾的是，我國(guó)工業(yè)尚存在短板，始終在芯片領(lǐng)域受制于其他國(guó)家。

由于缺少研制光刻機(jī)方面的經(jīng)驗(yàn)，過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間我國(guó)都嚴(yán)重依賴國(guó)外芯片，一旦其他國(guó)家采取措施，我國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)都將面臨被卡脖子的局面。但是，研制光刻機(jī)并不容易，我國(guó)曾派出專家團(tuán)隊(duì)向西方國(guó)家學(xué)習(xí)，沒(méi)想到西方國(guó)家不僅沒(méi)有給我國(guó)提供幫助，反而對(duì)我國(guó)進(jìn)行了嘲諷，揚(yáng)言就算把圖紙送給中國(guó)，也不可能造出光刻機(jī)!面對(duì)西方國(guó)家的態(tài)度，我國(guó)選擇用實(shí)力證明自己。

據(jù)悉，我國(guó)上海微電子企業(yè)早就研制出了國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)，雖然精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上世界頂尖水平，卻讓我國(guó)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破。值得一提的是，近幾年我國(guó)國(guó)產(chǎn)芯片發(fā)展迅猛，成功研制出了高能同步輻射光源設(shè)備和透鏡鍍膜裝置，技術(shù)處于世界頂尖水準(zhǔn)。據(jù)悉由中科院研發(fā)的“高能同步輻射光源設(shè)備”可以適用于航天航空以及半導(dǎo)體等高端領(lǐng)域，同時(shí)這也是全球最亮的第四代同步輻射光源之一，高強(qiáng)度的光源可以有效降低芯片制造過(guò)程中，對(duì)于光刻機(jī)設(shè)備的精度要求，給國(guó)產(chǎn)芯片帶來(lái)了全新的希望。

同時(shí)，中科科儀研發(fā)的納米聚焦鏡鍍膜裝置也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。透鏡鍍膜裝置的層制備工藝可以滿足大多數(shù)的物理鏡頭，其中就包括了EUV光刻機(jī)當(dāng)中的核心部件“光學(xué)鏡頭”，該技術(shù)是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)最重要、同時(shí)也是最后的拼圖。中科科儀所研發(fā)的鍍膜設(shè)備，已經(jīng)能夠?qū)⒛ず竦木群芎玫乜刂圃?.1nm以內(nèi)，與國(guó)際先進(jìn)水平相差無(wú)幾，也足以達(dá)到制備光刻機(jī)光學(xué)鏡頭的條件。更加關(guān)鍵的是，整個(gè)過(guò)程完全由我們自主完成。