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“光刻机美国要是造不出来,中国更不行!”
在一次访谈中,中科大副院长、华为原高管朱士尧说出了“心里话”,认为我国没有可能赶在美国之前制造光刻机。
“崇洋媚外”的发言,也让他深陷舆论风波。
那么,朱士尧为何如此笃定我国一定不如美国?他这么说,有何依据?
引起群愤的发言
7月,荷兰再次限制对我国出口半导体相关产品,给我国芯片生产造成了不小的困扰。
一次次的教训也让我们更加明白,只有打破半导体设备的垄断,生产出属于自己的光刻机,才能更好地解决芯片问题。
而朱士尧作为我国比较熟悉半导体行业的专家,却对我国的半导体发展没有丝毫信心,其发言也被人指责是崇洋媚外。
的确,光刻机的研发没有人们想象中那么简单.
光是其中的部件都有成千上万,仅仅是调整其中一个零件,工程师都可能为此耗时10年之久。
而且还不只是简单拼装就可以,它涉及的领域非常繁杂。
有光学、化学、高分子物理、数学、自动化等,是集合了所有知识的高科技技术产物。
它最大的作用就是制造芯片,从几十纳米到7纳米及以下芯片制作的精细化,其实非常考验光刻机的能力以及背后研发制造团队的能力。
目前为止,全球范围内光刻机研发技术最成熟的就是ASML,也就是位于荷兰的高新企业,可即使是它,也没那么容易。
首先光刻机研制的技术难题是光刻胶、光源、对准和物镜,就算是荷兰ASML,也没能具备解决所有技术难题的能力。
准确来说,ASML研发出的光刻机,其实是利用日美德等国家的进口技术“拼接”而成的。
比如光学设备来自日本,光源技术则来自美国,蔡司镜头来自德国等。
所以可想而知,要完成一个光刻机到底有多难,到现在,都没有一个国家敢说自己能独立造光刻机。
我国光刻机现状
虽然事实是如此,但朱士尧作为我国该领域的专家之一,其言论也过于笃定和悲观。
如果说我国目前为止比不上荷兰的ASML倒还说得过去,毕竟ASML已经在这个领域钻研到了极致,而且是集多国之大作。
但单独和美国比,多少是让人有些不服的。
美国在光刻机技术领域中,最大的优势是来自本土公司Cymer提供的EVU光源技术。
我国接触半导体的时间比较晚,直到20世纪60年代,中科院研发出65型接触式光刻机。
作为最早的传统光刻机,它非常简便,成本也比较低,但低分辨率和晶圆容易损坏的情况还是注定了它要被淘汰的结局。
之后我国也在继续升级研发光刻机,尽量让技术水平接近国际水平。
1980年,我国成功研发出了光刻精度达到3微米的投影光刻机,并拉高了我国的光刻机技术水平。
一直到1985年,我国在分布光刻机的研发上都进展的比较顺利。
然而很快随着荷兰ASML的崛起,我国也开始从自主研发转向对外进口,因为进口的成本要远低于自主研发的成本。
但这个决定也让我国的光刻机研发技术陷入了停滞状态,直到20世纪90年代,我国都没有解决光源技术。
目前,我国普遍所能达到的最高光刻机工艺水平也仅仅是90纳米。
但当前我们比制造光刻机设备更紧迫的,是要研发生产光刻胶,或者说它俩本来就有密不可分的关系。
2023年,在芯片生产中提出了一个词汇“国产替代”。
最开始,国产替代指的是应对国外垄断产品的断供而生的技术,但实际上也是考验国内产业的内生驱动力。
光刻胶,就是我国必须要“国产替代”的产品之一。
有专家表示,光刻胶的研发生产对我国半导体行业而言是一剑封喉的。
尽管光刻胶在原料里只占5%的成本,但如果没有它,整个芯片生产都不可能成功。
也就是说,一旦我们不能进口光刻胶,就算制作出再先进的光刻机设备,也是没有用的。
只有成熟的纳米工艺加上光刻机再加上材料光刻胶,才能够生产出好的芯片。
国产光刻机的漫漫长路
2019年,武汉研究团队就用二束激光在光刻胶上实现了突破,采用的远场光学,光刻出了9纳米线宽线段。
这个光刻机样机目前使用的零部件、材料等都是来自国产的产品。
目前在我国的设备市场里,能跟得上国际工艺技术水平的国产公司,只有沈阳拓荆和北方华创。
而在光刻机上,上海微电子芯片光刻机技术还需要再接再厉。
和过去相比,我国至今已经取得了很大进步和成就。
但不得不承认的是,我国更多的优势还是在零部件的生产研发上,而非是光刻机整机设备。
所以和ASML以及佳能、尼康等相比还是有一定差距的。
此外,在半导体技术中,美国的确有一定的领先地位,但美国也不能完整研发生产出一台光刻机。
而且相比我国的钻研精神,美国更喜欢在政策上“努力”。
比如推动荷兰ASML对我国进行半导体产品的进口限制,让我国在半导体领域中的发展一再受阻。
好给美国自己留出更多空间和机会,把芯片设计和相关技术都掌握在自己手里。
尽管ASML并不想因此得罪我国,毕竟我国市场对他们来说是庞大的,大部分出口需求也都是我国。
我国一旦停止进口,那么ASML也将遭受巨大打击,但面对手段强硬的美国,ASML的反抗也很微弱。
从另一个角度想,其实这反而更激发了我国研发光刻机的决心,未尝不是件“好事”。
结语
我国在各方面领域确实起步都比较晚,但过往的种种经历都告诉我们,我国并非没有追赶的能力。
美国造不出来,不代表我国造不出来。
就像曾经被贬低我国不可能造出盾构机一样,如今我国的国产盾构机已经是世界领先水平,印度也要抢着进口。
相信未来的光刻机,也一定会是如此。
参考资料:
1.金融界《中国“芯”时代之光刻机:国产光刻机风劲潮涌,任重而道远》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1707351642922062472&wfr=spider&for=pc
2.澎湃新闻《浪尖2023|傅志伟:光刻胶的国产替代比光刻机还紧急》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1756684134642638904&wfr=spider&for=pc