信息量很大！进度比预想要快：国产光刻机为何最终能成？

2023-08-01 18:59:39 来源：王新喜

文/王新喜

(资料图)

日前，新华网罕见的发布了一篇《国产光刻机如何突围？》的文章，从目前的进度来看，国产光刻机比预想要快，也最终能成，留给ASML的时间不多了。

信息量很大，光刻机关键环节或正在突破

新华网这则消息透露，上海微电子正致力于研发28纳米浸没式光刻机，预计在2023年年底将国产第一台SSA/800-10W光刻机设备交付市场。而此前华为的一项最新专利，在极紫外光刻机核心技术上取得突破性进展。

此前，国家知识产权局公布了一项华为新的专利“反射镜、光刻装置及其控制方法”，这标志着华为在极紫外线光刻机核心技术上取得突破性进展。

这是官媒公布的消息，信源肯定靠谱。其次，上海微电子可以生产28纳米光刻机，意味着我们解决了从0到1的问题；华为的“反射镜、光刻装置及其控制方法”，则可以让我们在极紫外线光刻机领域实现从1到100的发展。

从关键信息来看，是纯国产28nm沉浸式光刻机将于年底交付。事实上，28nm光刻机和28nm芯片是不同的，28nm光刻机能造出的芯片远远不止28nm。芯片是芯片，光刻机是光刻机，对于28nm光刻机而言，最高是可以制造出7nm芯片的。

总的来说，目前该消息的发布，关键环节的突破可能只剩时间问题了。毕竟，中国国产光刻机的消息其实就和过去诸多卡脖子技术的突破一样，外界永远不知道进度，等知道的那一天，国产光刻机已经大规模量产了。

高端光刻机还不宜乐观，卡脖子的地方还有两处

荷兰ASML的光刻机是集合了全球顶尖公司的产品，一台光刻机有10万多个零件，涉及的每一步都需要最先进的工艺与零件。ASML公司的EUV光刻机，需要顶级的镜头和光源以及极致的机械精度与复合材料，光源采用美国的Cymer，透镜是德国的蔡司，复合材料是来自日本等等。光刻机的激光，镜头，双工台，都是精密仪器的顶尖水平。

在过去的一个共识是，光刻机在全球没有一个国家能单独造出来，它是集合了全球的顶尖科技的产物。业界有形象的比喻，用光在晶圆上画图，相当于两架客机齐头并进，一架机翼上挂一把刀，另一架飞机上粘一颗米粒，用刀在米粒上刻字。

但如果说这世界上选一个国家去单独攻克这个难题，也只能是中国。

市场需求摆在这里，产业链就有足够的动力，而现有的国产替代的产业集群也正在起来。包括科技公司，还有科研院所，高等院校，知识产权方面的专业机构等等。

从国内产业链公司方面，做光刻机核心组件的公司已经基本成型，做光源系统，做物镜系统的，做曝光光学系统的，做双工作台的，做浸没系统的以及包括光刻胶，光刻气体，光掩模版，光刻机缺陷检测设备，涂胶显影设备等，都有相关的公司与产业分布。

而根据新华网报道，国内多家A股上市公司已经进入到光刻机全球产业链各环节之中，包括光刻机光源系统厂商福晶科技，物镜系统厂商奥普光电，涂胶显影厂商芯源微、富创精密，光掩膜版厂商清溢光电、华润微，缺陷检测厂商精测电子，光刻胶厂商南大光电、容大感光，光刻气体厂商雅克科技、华特气体等。

不过，我们还不宜过于乐观，目前还存在卡脖子的地方。

根据新华社的报道，记者调研的企业称：“卡脖子”的难点主要在两处：一是光源，光刻机要求体系小、功率高而稳定的光源；二是镜片，为了让光线能够精确地照射到硅片上刻画出微小的图案，需要一系列高精度和高光滑度的镜片来聚焦和校准光线。

但是难点在一点点攻克。上海微电子副董事长贺荣明在受访时表示：“2002年，我国专家出国考察时，对方工程师说，哪怕把所有图纸都给你们，你们也未必能做出光刻机。”回国后，贺荣明带领团队夜以继日攻关，目前，上海微电子已可量产90纳米分辨率的SSX600系列光刻机，28纳米分辨率的光刻机也有望取得突破。

据传上微的SSA800光刻机类似于阿斯麦的DUV2000i，但指标要比2000i高些，通过工艺优化可以做到7nm集成电路制程。已经跑线一年了，从定型看差不多年底会批量生产。

进度比预想的快，荷兰要在功劳簿上添一笔

根据浙商证券研报表示，当前我国在清洗、热处理、去胶设备的国产化率分别达到34%、40%、90%；在涂胶显影、刻蚀、真空镀膜的国产化率达到10%至30%；在原子层沉积、光刻、量测检测、离子注入的国产化率暂时低于5%。

在在目前来看，国产化率在逐步提升，国产替代节奏在加快。国产DUV光刻机进展还处于保密阶段，把量产时间都放出来了，意味着组装成整机，量产的时间也有望提前了。

以往的历史经验告诉我们，一旦中国在某项技术领域取得突破，国外品牌会开始加大出货，甚至通过市场降价倾销的方式来限制国产品牌研发投入与产品竞争力。

正如某业内人士表示，光刻机那么复杂的东西，做出来的产品一年全行业销售额还不如小米一家卖手机销售额的一半。等你万一做出来了，ASML就可以降价打死你，因此，在过去市场开放的年代，光刻机以前其实连试错的机会都没有。资本是逐利的，谁砸钱给你玩这个？但就是这么巧，美国硬是给国内企业创造了这么个赚钱的机会。ASML没法来竞争了。

而目前的这个进度，也已经在荷兰的预料之外，比如说，2022年同兴达还在说光刻机要用日本的，结果23年实际搬进来的是上海微电子的光刻机，当然是微米级的。

另据光刻机行业人士透露，纳米级早已研制出来了，只不过达不到10nm以内。目前还需要时间，从验收到真正商业化还需要3-5年；好消息是DUV目前看来只剩时间问题了。而且EUV和DUV是同步研发，两者的时间间隔可能比预期短，就像原子弹和氢弹。

从过往诸多技术的攻克与自主化替代来看，国内尖端技术领域的历史性的机遇，往往都是外部压力推着我们完成的。

这两年荷兰的一系列半导体设备出口管制新规，限制部分先进光刻机设备出口，正在加快我国先进制程设备、零部件和材料的国产化步伐，国产光刻机的攻克，荷兰的功劳要添上一笔。

从近期来看，美国要求阿斯麦不许给国内企业提供售后和保养，国内的反击措施包括断供镓和锗，另一方面是部分企业要求退货，如果退了一方面国产光刻机顺理成章拿回市场，阿斯麦国内的企业将面临巨大营收压力。

一场输不起的战争，中国光刻机产业为何能成？

国内的芯片产业、光刻机产业，外界的环境与态度都在发生微妙的变化，也不应该过度乐观，不管外界是封锁还是解禁，都要按照自己的节奏去布局。

光刻机有10万多零件，这就是个系统工程，各方分工协作，由点及面，可以产生巨大连锁效应。比如哈工大的激光干涉仪，可以用来检测光刻机的精度和稳定性。也可以用来测量微细结构的尺寸和形状，如微电子器件、光学元件等，还可以应用于其他领域。

因此，光刻机的突破的意义不仅仅在于应用于消费电子领域，还可以应用到光学仪器、精密机械、生物医学等。对国内的众多行业的技术突破都有重大意义，它是一个链式反应的突破，带动的是众多产业的突围与升级。

中国人能把高铁干到4万公里，安全可靠，性能领先，除了中国哪个国家现在能做到？中国能在他国封锁技术的情况下，把盾构机做到全球第一，能把空间站送上太空安全运行，能建成世界上最大的水力发电站，并且能保证安全运行这些巨型高科技设备，这世界上哪个国家能做到？

中国单独把光伏产业做到世界第一，在电动汽车上把发展了上百年的燃油车干到被面临淘汰的危险境地，除了中国又有哪个国家单独做到？

光刻机是集合了全球的顶尖科技的产物，但同样不代表中国不能做到。因为很多的事情，全球没有任何一个国家能做到但中国做到了，只要中国集全国之力，下定决心去做一件事，过去就没有做不到的，而且光刻机这种设备不制裁永远没机会国产替代。但目前外部恰恰创造了这样的机会。