现在谁都离不开芯片,人工智能、大数据这些热门领域,全靠高性能芯片撑着场子。这些年新兴产业蹭蹭往上窜,对高端芯片的需求那是水涨船高。中国的芯片来源主要靠国外买进来,进口渠道占了大头。
可西方国家一搞出口管制,高端货就进不来了,这下子逼得咱们得自力更生。科研队伍没少下功夫,好些技术难题一个个被啃下来,在芯片设计和部分制造上,成绩还挺亮眼的。只是到了生产高端芯片的关键环节,光刻机这儿卡住了,成了最大难题。
全球顶尖的光刻机基本出自荷兰阿斯麦,中国半导体企业得花大价钱从他们那儿买设备。早些年,对光刻机没那么急迫,主要靠进口维持生产线。
随着中国半导体产业飞速发展,美国那边开始盯上咱们,先是限芯片出口,接着还施压光刻机供应商,不让某些型号卖给中国,甚至已卖出的设备维修也受限。
虽然有些供应商没完全听美国的,但风险摆在那,手里有家伙事用不上,跟啥都没有差不多。中国科研人员意识到,自研光刻机是必须走的路。经过几年摸索,一些好消息传出来。可就在大家有点小兴奋的时候,一位国内专家的说法浇了盆凉水。
2021年2月,中国科学技术大学研究生院副院长、物理学教授朱士尧在采访中直言不讳,说中国独立造出光刻机不可能,甚至用了“永远造不出来”这种重话。
这话一出,网上炸了锅,因为他不是外行人,在物理领域有建树,出版过好几本专业书,推动过不少科技项目。
光刻机原理说白了就是用光在晶圆上刻图案,但实际操作复杂到极致,涉及数学、光学、流体力学、高分子物理化学、表面物理化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别等一大堆顶尖领域。
制造一台顶尖光刻机,需要纳米级精度,任何小偏差都可能前功尽弃。朱士尧指出,不光中国,美国要是脱离国际合作,也办不成。现在的光刻机是全球多个国家专利和技术拼起来的大杂烩。
国外企业有时阴阳怪气,说给图纸中国也造不出,但国内总用实际行动打脸。可朱士尧作为内行人,这话分量重,他强调光刻机是人类半导体工业的皇冠明珠,最精密最复杂的机器。
核心部件光源用13.5纳米极紫外光,得高功率激光轰击直径三千万分之一米的锡球。光学系统只有德国蔡司能做,EUV机上全用他们镜头。工作台有5.5万个高精度零件,来自日本、韩国、美国、德国、荷兰等多国技术。
阿斯麦CEO在2022年1月也说过,中国不太可能独立造出顶尖光刻机,但没说死,留了点余地。朱士尧的说法其实在提醒大家,光刻机不是靠一腔热血就能成的,得面对现实。
全球分工这么细,专利壁垒高筑,单干风险大。光刻机研发需要海量资金和人才,周期长,失败率高。中国虽有进步,但距离顶尖还有差距。
中国没被难住,2017年,长春光学精密机械与物理研究所牵头“极紫外光刻关键技术”项目通过验收,这是个重要里程碑。2020年,中科院光电研究院交付国产40W 4KHz ArF光源,推动光刻机研究往前走。
上海微电子装备公司(SMEE)在28nm光刻机上取得突破,2023年报道显示,他们的设备已进入中芯国际测试。2024年,美国继续施压盟国,强化对华芯片管制,但荷兰和日本企业有反对声音,担心影响生意。
光刻机自研不是一蹴而就,罗马不是一天建成的。中国从低端起步,逐步攻克中高端。国际环境复杂,美国禁令频出,但中国转向多边合作,与欧洲和亚洲国家交流技术。阿斯麦虽垄断,但中国企业如华卓精科在镜头和光源上发力。
未来,中国光刻机有望在2030年前实现完全自主,打破垄断。科研人员没少加班,成果一个接一个。光刻机难题考验耐心和智慧,中国有底气。虽有差距,但追赶速度快。
专家当初的话,现在看是鞭策,推动更深层创新。半导体产业关乎国家安全,中国不会止步。自研道路虽曲折,但前景光明。光刻机突破将带动整个产业链升级,惠及全球。中国立场坚定,自主可控是目标。路还长,但一步步走稳了。
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