华为被美国制裁，就没有能力自己生产光刻机与芯片吗？|台积电|微电子

在回答这个问题之前，我引用了前两天，有个朋友问我说：“光刻机不就是刻录CD的机器啊，华为能造不出来吗？”。从这个疑问中看来，还有很多人并不知道制造芯片的光刻机是怎么回事？

首先，我们来说说什么是光盘的刻录机？

说实话，这光盘的写入也是一种光刻设备，用镭射光读取盘片上的不同凹坑（PIT & LAND），由于反射的角度与时间不同，判断0或1的数据。CD－R（一次写入多次读取）是在普通的CD盘片中加了一层染色层，光盘刻录机的镭射头所发出的光束强度可以随时变化，这样就能改变碟片染料层的状态。镭射光根据数据的不同，在空白的CD盘片上烧出可供读取的的反光点，数据也就被记录。CD－RW（多次写入多次读取）的原理与CD－R基本相同，只是染色层变成可改写的，不象CD－R用烧制这种破坏性办法。利用染料层的结晶/非结晶过程是一可逆反应，实现碟片内的资料可以反复擦写。但是由于染色层是相变的，它的反光讯号只有普通CD的20％，所以CD－RW不是什么CD－ROM驱动器都可以读的，不过将来的CD－ROM驱动器肯定可以读取CD－RW盘片。

二、什么是芯片光刻机？

简单来说，光刻机是用来制造芯片的，比如手机处理器、电脑CPU、内存、闪存等，可以说半导体离不开光刻机。

目前，最先进的EUV（极紫外光）光刻机全球仅有荷兰的ASML能生产，集成了全球最先进的技术，90%的关键设备均自外来，德国的光学技术设备、美国的计量设备和光源设备、瑞典的轴承，ASML要做的就是精确控制调试与组装。

当然，这些精密的设备与配件，对我国是禁运的，当然对于它们利益集团外的国家都是禁运的，但从另一个角度上说，也反映了我国在精密制造领域与西方先进国家还存在着明显的差异。可以说，只要你哪个领域不研发出来，它们对你都是禁运的，这可能也是商业利益的表现吧，科学不可能没有国界的，科技的背后都是一种利益的体现。

三、有人说有钱也买不到光刻机？

既然无法生产最先进的光刻机，那么可以从ASML那里买到吗？其实这个是可以买到光刻机，但肯定不会给你最先进的，如果你国内能研发出来90纳米，它马上卖给你80纳米的，如果你研发出来14纳米的，它肯定卖给你12纳米的，这个是一种技术封锁，也是一种商业利益，永远压制你，目的让你的竟争力达到它们的水平，就算是高端的也卖给你，但不会马上交货，会用各种原因来拖，直到变成落后的了再给你，比如中芯国际花了1.2亿美元订了一台7纳米的光刻机，至今也没有交货，原因就是上述的问题，所以，你不想落后，就必须举国之力来研发它，只有大家在同一个水平线上，才有真正的竟争与公平。比如我们的北斗卫星导航，以前我们没有的时候就吃过亏，我们的导弹直接瞎了眼。

四、目前我国的光刻机生产技术水平

目前，我国生产光刻机的厂家有上海微电子、中电科技等，但是制程工艺相对较低。上海微电子（SMEE）是国内最领先的光刻机研制单位，能够稳定量产90nm的光刻机，而且是DUV光刻机，EUV光刻机的技术是空白，距离荷兰ASML的7nm工艺还很远，目前ASML已经量产5nm工艺的光刻机了，差距不是一点半点的。

总之，我国生产的光刻机与世界先进水平有很大的差距，因为西方技术封锁造成等很多原因，也无法买到最先进的EUV光刻机。这也是很现实的，所以，只有掌握核心技术，与人家站在同一水平线上，才能真正不会被“卡脖子”，才有真正的说话权。

五、那么华为有没有能力研发光刻机呢？

这个问题其实真的有点民粹的意思，不能任何事情都寄托在一家民企身上，华为一家企业也撑不起中华崛起的重任，华为如果真有能力研究光刻机的话，也不会找台积电代工生产芯片了，那可以象英物尔一样自己生产芯片了。

1、首先来看看ASML的发展史：

荷兰的ASML这么成功，那是历史的机遇，也是列强对抗日本半导体技术的一场战疫，当时，光刻技术主要掌握在日本尼康与佳能手中，在80年代未，打败了美国的三大光刻机公司GCA、SVGL等三大公司。

当时的ASML也是一个小公司，是飞利浦下的一个合资小公司，再看ASML的基础并不好。从1984年诞生后的20年，ASML就一直是一个谜一样的存在，没有什么人会觉得ASML能够有什么未来，甚至包括他们自己。早期ASML还叫做ASM，生存无望只能四处认干爹，最终只有飞利浦动了恻隐之心，在总部大厦旁边垃圾桶旁的空地上给ASML弄了几个简易厂房，房地产工地上的那种。最可悲的是，飞利浦本也没打算给什么钱，ASML除了要饭没干过，基本上上门推销、蹲点、抢单，反正你能想象到的销售手段ASML全都用过，能活20年全靠日积月累出来的“销售手艺”。

苦苦支撑20年，ASML终于等待了他们第一个贵人——台积电鬼才林本坚，一个可以比肩张忠谋的人物。如果说张忠谋缔造了台积电的前20年，林本坚就为台积电的后二十年挣下了巨大的家当。林本坚1942年出生于越南，中国台湾人，祖籍广东潮汕。林本坚1970年获得美国俄亥俄州立大学电机工程博士学位，2008年当选美国国家工程学院院士。在加入台积电之前，林本坚在IBM从事成像技术的研发长达22年，是当时世界无二的顶级微影专家。2000年，林本坚在当时台积电研发长蒋尚义的邀请下加入台积电，开启了真正“彪悍的人生”。在IBM最后几年，林本坚其实已经看到了傲慢的IBM在微影领域的大厦将倾。他希望IBM能够给予他当时微影部门所研发的X光光刻技术1/10的经费，用来“做点东西”，然而IBM因为其华人的身份，并不打算买账。于是在众多人陷入X光光刻技术无法自拔的时候，林本坚义无反顾地投入了浸润式光刻技术的研究中。终于在2002年，已经加入台积电的他研究出以水作为介质的193纳米浸润式光刻技术。也就是在2002年，冥冥之中宣告了过往干式光刻机的死刑。浸润式光刻技术让摩尔定律继续延伸，后来台积电也因此领先竞争对手超过5年。林本坚的浸润式光刻，几乎被尼康、佳能、IBM等所有巨头封杀，尼康甚至向台积电施压，要求雪藏林本坚。

当时尼康拒绝了台积电的林本坚的建议采用浸润式光刻机，而半死不活的ASML敏锐的看到了其中蕴藏的巨大机会，历史注定ASML会和林本坚合作。ASML如果选择浸润式技术，不仅可以获得台积电的巨大订单，也能够和台积电建立起危难中的“革命友谊”。命运倒向了浸润式光刻技术。2004年，ASML和台积电共同研发出第一台浸润式微影机，优秀的性能和稳定的技术，让阿斯麦的产品全面碾压尼康。尼康只用了5年时间，就失去了50%以上的份额，沦为一个不入流的厂商。尼康因为一步错，把整个日本半导体拖慢了3代。

这种情况也发生在格罗方德身上。当年格罗方德选择了FD-SOI工艺被彻底采用FinFET工艺的台积电甩出十条大街，最终不得不放弃7nm工艺的研发。

Intel为了推动摩尔定律在未来几十年继续有效，联合美国能源部，拉了AMD、摩托罗拉等搞了一个前沿组织EUV LLC，成员甚至包括当时美国劳伦斯利弗莫尔、劳伦斯伯克利和桑迪亚三大国家级实验室。这是当时的业内最顶级组织。ASML和尼康自然看在眼里心心念念，然而诡异的是：最终ASML以一粒“尘埃”的角色加入了组织，而尼康却因为“过于强大”被美国忌惮而被剔除在外。日本第一次被“牺牲”，也为之后被彻底抛弃埋下了隐患。ASML第一次靠自己强大的“游说能力”受益。2003年，EUV组织的几百位科学家在发表了大量的论文，论证了EUV可行性之后，组织光荣解散。此后，尘埃ASML就像一个努力的学生，在打赢了浸润式战役之后就投入到了EUV的研发中。2012年10月17日，美国政府没有经受住ASML持续的忽悠，在ASML“承诺”了一大堆有的没用的条件后，最终同意了ASML收购Cymer——一家顶级光源企业。2015年，ASML经过10年的研发，终于将EUV弄到了可量产的状态。

2012年7月10日，Intel购入ASML合计15%股权，并出资10亿美元支持ASML的研发。同年的8月5日，台积电宣布加入ASML提出的“客户联合投资专案”，以8.38亿欧元获得了ASML合计5%的股权，并承诺未来5年投入2.76亿欧元支持ASML的研发。紧接着在8月27日，三星以5.03亿欧元获得了ASML共计3%的股权，并额外注入2.75亿欧元支持ASML的研发计划。ASML终于成功将三星、英特尔、台积电等等企业“拉到了它的阵营”，甚至可以毫不夸张的话，荷兰的阿麦斯从来都不是一个孤零零的企业，它是全球半导体巨头的整合体，也是全球科技智慧的结晶！当时，这里面却没有中国。

到目前为止，EUV完全被ASML垄断，美国人原本担心的技术流向尼康和ASML，以另一种更荒诞的情况结束了。阿斯麦垄断，2015年后，ASML再无对手。

另外还有一个插曲：ASML的强大，让美国人坐卧不安。这是可以理解的，美国人总是有受迫害妄想症，总觉得刁难想害他。

为了遏制ASML的一家独大，美国的一些半导体公司，包括Intel、IBM、三星，都有意扶持XTAL，一家在2014年成立于硅谷的光刻机厂商。

2018年，ASML以侵占知识产权为由，起诉XTAL，最终胜诉并在2019年5月获得了8.45亿美金的赔偿。虽然XTAL公司此前已经破产，但最终ASML还是轻松获得了XTAL的大部分资产。

这一次，干掉竞争对手ASML只花了一些律师费。

可以说ASML的成功，得益于自己的远见，更要得益于美国政客的“愚蠢”和尼康的傲慢。

2、一台光刻机的复杂程度

我们对于光刻机的了解，可能在于它是生产芯片中的重要一环。但是，它到底怎么制造，到底有什么技术难度呢？这里面我们可以了解下。

EUV的核心技术集中在三大领域：顶级的光源（激光系统）、高精度的镜头（物镜系统）、精密仪器制造技术（工作台）。

其中镜头被德国的蔡司垄断、顶级的光源来自于2012年收购的美国企业Cymer、精密仪器制造技术也来源于德国。ASML只掌握了不到10%的核心技术。

ASML是集大成者，8000个核心零部件都需要由ASML集成。ASML是全球化的巨大受益者， ASML背后是美国、日本、欧洲、中国台湾、韩国技术支撑，最终才能生产出极度复杂的EUV。

到这里，能够看到半导体产业的精髓：全球化的分工和人类的通力合作。每个核心国家都有“一票否决权”，任何一环的断裂，都意味着整个链条的崩塌。因为制衡，所以稳定。