11月15日，华为公布一项EUV相关的光刻技术专利，这是华为突破美国封锁的一步，也是我国被卡脖子项目进展的一步，我们距离国产光刻机又近了一步，美国、荷兰终于坐不住了！

到底这个光刻机有多么厉害呢？
光刻机制造——堪比制造原子弹的地狱级别难度

在信息科技高度发达的今天，芯片的重要性不言而喻，在这一领域最为底层的也就是光刻技术。目前的光刻机已经可以在纳米尺度上对芯片原件进行几何结构的加工，让一枚小小的芯片拥有巨大的计算能力。毫不夸张地说，在人类首次登月时使用的计算机所有算力加起来，都比不上你现在使用的一部民用手机。

能够实现如此精度的操作，光刻机的作用功不可没。

目前常规的第五代光刻机可以采用EUV极紫外光光源，将最小工艺尺寸缩小至7纳米。而荷兰ASML的EUV光刻机更是可以做到5纳米的工艺标准，同时，人类还在向3纳米发起冲击。要知道你我头发的直径都在50~70微米之间，光刻机的工艺标准已经在头发丝的五千分之一数量级别了。

想要实现如此的精度，设备的要求自然不低。一台EUV光刻机可达180吨，需要几十个集装箱才能运输，仅仅是安装调试都要耗费一年的时间。但这还不算完，重要的工作才刚刚开始。

光刻机面临的几大技术难题：

一、光源

光刻机的基本原理就是把光线刻画成非常细的线条，因此对于光源的要求极高。在一台13.5纳米的光刻机上使用的紫外线就是经过了多次反射后才能得到的。这种反射每秒要做五万次，不能有任何差错。

二、高精度移动

光刻机在进行芯片加工时，需要整个机器各部件保持同步工作。任何一个环节掉链子，都会导致整个产品报废。

三、零件

还有一个绕不过去的环节就是光刻机内部有十万多个零部件，如此大规模的精密集成操作本身就是一大挑战。即便是在此领域独占鳌头的ASML，也有近九成的零部件需要从其他40多个国家或地区进口。譬如光学镜头来自德国蔡司，光源技术来自美国Cymer。

由此可见，一台光刻机的复杂程度相当之高，困难程度堪比制造原子弹。

已经制造出原子弹的我国，在光刻机领域的发展又有多久呢？

我国命运多舛的光刻机之路

其实，我国很早就开始着手进行光刻机的研究了。早在1961年我国就启动了集成电路课题研究组。

1980年的时候，清华大学研发的第四代投影光刻机已经达到了3000纳米的精度。

1985年，中科院45所又进一步开发出分布投影式光刻机，彼时荷兰的ASML才刚刚诞生。

既然我国在光刻机项目上起步不晚，为何会在近些年被卡脖子呢？

归根结底，还是成本问题。在六十年代的我国，经济孱弱、内忧外困多重压力齐聚，不能既搞原子弹，又做光刻机。有限的资源投入到其中一项上，而另外的项目则会减少相应的资源。就如同点科技树，不可能全部点亮，选择走发展哪项技术，走哪个技术路线就很重要了。即便如此，1966年的时候，我国第一台国产光刻机就已经问世，并投入硅圆片的生产。

而后来随着我国的改革开放，国外的产品、技术不断涌入，我们的姿态也随之发生转变。光刻机的研发是一项巨大的投入，很多时候投入几十亿都不见得能有丁点回报，与其花大力气研发，不如直接买来成熟的技术、产品最划算。因此，在那个年代，对外采购成为了主流，自主研发的脚步便慢了下来。

然后，这样的好日子是不可能长久的。2018年，美国开始对我国企业中兴通讯做出限制，次年五月又对华为进行芯片封锁。很快，就连制造芯片的光刻机，也被美国封锁了。由于美国掌握光源核心技术，而且有《瓦森纳协定》的制约，荷兰无法向中国提供最先进的EUV光刻机。这对于我国的芯片行业来讲，无疑是一次重大打击！

由于该技术被卡脖子，我国的芯片领域遭受到了重大损失。尤其是华为公司，如同一位杀进敌营的战士，被敌人团团围住，浑身浴血，遍体鳞伤。

但是，中国人绝对不是容易屈服的！

在受到制裁的这几年里，中国从上至下都在积极寻找破局的方法。

中国光刻机的反击之路

2020年8月，国务院发布了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》，进口制造光刻机所需的原材料不必再缴关税。

2021年2月，全国集成电路标准化技术委员会成立。

中科院高能物理研究所研制的高能同步辐射光源设备可以为光刻机的光源提供技术保障。

华卓精科到了ASML在工件台上的垄断，掌握双工件台核心技术；

科益虹源自主研发高能准分子激光器，填补了我国在这一领域的空白；

福晶科技生产的KBBF晶体可以倍频生产EUV激光的非线性光学晶体；

中科科美研发的镀膜装置可以提升光学镜头的质量与光洁度；

奥普光学生产的镜头可以做到90纳米，向着蔡司、尼康等巨头的优势项目发起进攻；

中芯国际可以做到14纳米多种技术节点的集成电路晶圆代工；

中科院出手，众多厂家跟进，作为本次交锋最前沿的华为自然没有闲着，就在近日，华为公布了EVU光刻技术的新专利，专利申请号202110524685X。

在采用强相干光源进行光刻的时候，光束受到叠加影响会产生干涉图样，会使得光线不均匀，有明暗变化。这点就相当于拍照时的阴阳脸，有阴影的地方会影响整体效果。

为此，华为申请的专利是提供一组反射镜，对紫外光的光线进行部分优化，解决了干涉图样光线不均匀的问题。

还有另外一种说法：该技术是华为2016年就已经在国际上申请PCT专利了，最近的这次只是申请国内专利的手续。倘若真是如此，我们不得不佩服，在美国出手的几年之前，华为就已经开始行动了。

在中美芯片之争的战场上，华为犹如一名冲锋陷阵的先锋，即便身负重伤，也仍屹立未倒，并不断发起反击。

目前我国的技术主要还在193纳米级别上，但已经探测到了26纳米的技术级别，并且上海微电子公司已经研制出了14纳米的光刻机，上市指日可待。虽然距离世界上顶级的7纳米、3纳米还有一定距离，但我们前进的脚步已经让世人都看到了。

面对以华为公司为代表的中国企业的集团反击，美国坐不住了。

美国追加限制 荷兰如坐针毡

美国不但要求禁止向中国出售最先进的EUV，连几代之前的老款DUV光刻机都不允许出售。为此，特意向荷兰的ASML施压，要求他们遵循自己的命令。

对此，ASML很是为难。一方面，ASML确实得罪不起这位老大哥，另一方面，ASML也不是傻子，他也能够预判出行业未来的发展方向。其CEO彼得·温宁克就曾表示：“世界不能忽视现实：中国是非常重要的全球市场供应方！”

中国是全球最大的芯片供应方，2022年上半年出口8400万片芯片，满足了全球67%的市场需求，若中国被禁售老款DUV光刻机，全球芯片断供将成为不争的事实。

其中韩国SK海力士在无锡的工厂就因为美国的禁售令而蒙受重大损失。

美国对中国的禁售，不仅对中国有重大影响，全球也会因此遭受重大损失。而更令ASML担忧的是，中国光刻机产业突飞猛进的发展会打破ASML在该领域的垄断地位。也许五年之后，中国就会掌握所有EUV光刻机技术，十五年之后ASML将失去行业话语权。

在光刻机的制造领域，我们曾经一度接近国际水平；但由于市场的开放，我们自研光刻机的功力尽废。几年前，美国的一张禁令又将我们逼到了墙角。但中国人从不会因此认输，在以华为为代表的一众企业众志成城的努力之下，我们在光刻机领域上不断反击，已然震动了美国与荷兰的霸主宝座。也许今天华为的一项专利只是其中很小的一步，但只要我们坚定不移地走下去，我们总有一天，能够问鼎该领域的世界之巅！

作者：方骥 校稿：川川