2024年,一个好意思国网友在Quora上抛出一句让东说念主迷轮廓糊的问题:“莫得好意思国的允许,中国咋敢私行研发DUV光刻板?”DUV光刻板,深紫外线光刻时期,芯片制造的“刻字机”,用193纳米的光源形容电路,时期练习,老本便宜孙悦车震门,是大众芯片量产的守旧。
可好意思国网友这话里透出的道理,却八成中国连摸这时期都得先经过他们点头似的。几十年来,好意思国没少在科技上给中国使绊子,中国硬是把DUV光刻机从零作念到能用,中国这条自强之路,到底藏着若干不为东说念主知的故事?
被“卡脖子”后的觉悟
2024年,有个好意思国网友跑到Quora上发了个问题,原文差未几是:“莫得好意思国的允许,中国咋敢私行研发DUV光刻板?”言下之意,八成中国连搞点科技神志都得先去好意思国那边递个央求,盖个章才行似的。
这种口吻摆明了透着一股窘态其妙的优厚感,仿佛全寰宇都得围着好意思国的礼貌转。可事实是,科技发展这事儿,谁也没轮番非得经过谁的原意,中国在这条路上走得稳安定当,完全没必要看谁的色彩。
好意思国的科技约束对中国来说,早就不是什么崭新事儿,尤其是芯片规模,这事儿得从好几十年前提及。那时候,西方国度在芯霎时间上确乎遥遥当先,好意思国、日本、荷兰这些国度,把高端芯片制造的中枢斥地——光刻机——攥得死死的。
光刻机这东西,浮浅说便是芯片分娩的“大脑”,莫得它,芯片便是畅谈。好意思国的策略极度平直,他们不光我方锁住时期不卖给中国,还拉着其他国度一王人玩“顽固游戏”。
欧美色图比如,日本有尼康和佳能,荷兰有ASML,这些都是光刻机规模的顶尖玩家,可在好意思国一声令下,他们的斥地出口王人备得听联结。
2019年,好意思国负责把华为列入实体清单,顺带着把光刻机联系的时期出口也卡得严严密实。ASML蓝本跟中国有订单在谈,一台DUV光刻机都快装船了,后果好意思国一插足,来回平直黄了。
日本和荷兰这些公司天然时期牛,但濒临好意思国的压力,也只可硬着头皮实施禁令,没东说念主敢冒着得罪好意思国的风险暗暗卖斥地。
这波操作下来,中国算是绝对被“卡住了脖子”。芯片制造需要光刻机,光刻机买不到,分娩线就得停摆,那时国内不少企业只颖慧横目。
2010年代初,中国芯片入口额一年就超越2000亿好意思元,比石油还高,可见依赖有多严重。但这事儿也像一记警钟,敲醒了中国凹凸。靠别东说念主送时期,那是靠不住的,指望西方松口更是离奇乖癖。
从那时候起,国度启动把资源往自主研发上歪斜。2014年,国度集成电路产业投资基金成立,第一期就募了1387亿元,专诚砸向芯片产业链。科研院所、企业王人备动起来,光刻机的研发成了重中之重。
上海微电子装备公司(SMEE)扛起了国产光刻机的大旗,从基础光学系统到精密机械,步步激动。
到了2020年,国产DUV光刻机的原型机还是能跑起来了,天然跟ASML的顶尖货还有差距,但起码迈出了要津一步。几年下来,供应链、时期链少量点补王人,DUV光刻机的冲破成了独力新生的最佳诠释。
DUV光刻机到底是个啥?孙悦车震门
要说DUV光刻机是个啥,得从芯片制造的经过讲起。这玩意儿实质上是台高精度的“刻字机”,专诚用来把电路图案刻到硅片上。它用的是193纳米的深紫外线光源,这种光通过一整套复杂的光学系统,把缠绵好的芯片蓝图投射到涂了光刻胶的硅片上。
光刻胶被光照过的方位会发生化学响应,留住图案印迹,再经过蚀刻、千里积等才智,芯片的涌现就成型了。
193纳米这个波长听着挺玄乎,其实是氩氟激光器发出来的深紫外线,比更先进的EUV光刻机(用13.5纳米极紫外线)粗鄙点,但平允是时期练习,斥地造起来没那么辛勤。
DUV光刻机极度适当分娩7纳米到28纳米的芯片,这些芯片不算最顶端,可却是电子产物里的“主力军”,像智妙手机、汽车电子、管事器,哪样都离不开。
大众鸿沟内,能造光刻机的国度真未几。荷兰的ASML是大哥,阛阓份额一度占到80%以上,他们的DUV光刻机大众畅销,连好意思国我方的芯片厂都得列队买。日本的尼康和佳能也有份儿,天然份额不如ASML,但时期基础底细不差。
中国这边,上海微电子是主力军,2002年公司刚建速即,只可造90纳米级别的光刻机,离DUV还差得远。可这些年当先迅速,到2023年,国产DUV光刻机还是能作念到28纳米制程,离完全自主分娩只差临门一脚。
台积电的分析师2024年公开提到,中国大陆在DUV光刻机上的时期瓶颈基本扫清,斥地清醒性、良品率都在稳步进步。这不是空论,背后是几十年的时期积攒。光刻机的中枢部件,像光源系统、镜头组、工件台,每一块都得从零启动攻关。
上海微电子跟中科院光电所配合,花了十几年时候,才把193纳米光源的国产化处置。比拟之下,好意思国我方并对抗直造光刻机,他们更依赖ASML的供货,眼看着中国在这块奋发有为,未免有点坐不住。
DUV光刻机这东西,说白了便是量产芯片的“使命马”,中国一朝绝对掌合手,大众芯片形式就得从头算账。
从“落伍”到站稳脚跟
中国科技的崛起不是一朝一夕就能完成的,回头看上世纪,那时候的情况确乎窒碍乐不雅。20世纪50年代,新中国刚成立,工业基础的确是零首先,时期储备更是淡泊。别说造芯片了,连基本的工业斥地都得靠从苏联入口。
到了60年代,天然有了些当先,但跟西方比,差距如故天上地下。芯片这东西,那时对中国来说完全是“洋玩意儿”,全靠从好意思国、日本这些国度买制品。70年代末改进怒放后,情况才启动缓缓改不雅,但时期依赖的问题依然严重。
1980年代,中国启动意志到半导体的伏击性,可那时候国内连一台像样的光刻机都莫得,芯片制造完全是空缺。西方国度趁着时期上风,把高端斥地和高精尖时期紧紧锁在手里,中国念念买都买不到,只可从低端作念起。
这种落伍场地一直不时到90年代,直到国度下决心要蜕变。1990年,国度启动了“908工程”,专诚针对集成电路产业,参加资金启动建厂、搞研发。天然起步贫困,但总算迈出了第一步。
2000年以后,“863计较”又加了一把火,把光刻机列为重心攻关神志。上海微电子装备公司那时候还是成立,启动从最基础的光刻机型号摸索。
2002年,他们造出了第一台90纳米的光刻机,天然跟国外主流比还差得远,但好赖有了我方的斥地。接下来的20年,研发脚步没停过。
2010年代,国度集成电路产业投资基金(大基金)成立,第一期就砸了1387亿元,专诚辅助芯片产业链凹凸游。从材意象斥地,再到制造工艺,每一块都在补课。到了2020年,国产DUV光刻机的原型机负责亮相,能作念到28纳米制程。
反过来看好意思国,他们在顶端时期上确乎还有当先的方位,比如EUV光刻机的研发和哄骗,可他们更习气用霸权技能压东说念主。2019年对华为的制裁,2020年对ASML的出口截止,都是这种套路。濒临中国一步步追上来,他们的招数似乎越来越岂论用了。
全寰宇都在看好意思国的见笑
ASML的DUV光刻机卖不出去,荷兰的亏蚀就得我方扛,好意思国的半导体企业也少不了随着吃亏。
2021年,大众芯片枯竭闹得沸沸扬扬,好意思国我方都得求着台积电、三星加班加点分娩,连汽车厂都停产好几个月。反过来,中国这边没闲着,光刻机被卡住后,国产替代的设施反而更快了。
2024年5月,塔斯社放出一条重磅音书:俄罗斯的第一台光刻机还是造出来了,正在紧锣密饱读地测试中。这事儿可不是璷黫说说,俄罗斯联邦工业和交易部副部长瓦西里·什帕克(Vasily Shpak)躬行站出来证据,这台斥地颖慧啥?它能分娩350纳米工艺的芯片。
自从2014年克里米亚事件后,好意思国带头拉着盟友对俄罗斯实施制裁,高技术斥地的入口渠说念被掐得死死的,尤其是荷兰ASML这种光刻机巨头,平直断了供。
350纳米工艺听起来不算先进,毕竟当今大众芯片早就奔着7纳米、5纳米去了。可对俄罗斯来说,这台光刻机的道理不在于跟谁比顶端,而在于迈出了自主的第一步。这种工艺能造的芯片,用在军工斥地、工业适度系统上完全够使,比如雷达、通讯基站这些规模。
好意思国的刻薄作念法,缓缓让其他国度识破了它的套路。加拿大一家媒体就刊文讥笑,好意思国的制裁若是再细化下去,是不是连工场的土地、水泥,以致工东说念主的空气都要管。
这种夸张的说法,点出了好意思国策略的乖张。欧洲国度也启动咕哝,荷兰政府就曾公开牢骚,好意思国的出口料理让他们掌握为难。
日本企业相似不爽,尼康的高管暗里说过,好意思国的压力让他们丢了不少订单。其他国度看着中国嘱托压力往前走,也多了几分开脱依赖的底气,好意思国的霸权招数,逐渐成了大众眼里的见笑。
参考辛勤:[1]程小梅,尹春梅.专利视角看光刻机时期哄骗[J].中国科技信息,2024(19):42-44
孙悦车震门