實(shí)現光刻機的國產(chǎn)替代，沒(méi)那么急

前 言

在國產(chǎn)芯片制造進(jìn)程中，光刻機一直位于“卡脖子”環(huán)節之列。

作為光刻工藝的核心設備，光刻機也是所有半導體制造設備中技術(shù)含量最高的設備，而其光刻的工藝水平直接決定了芯片的制程和性能水平。因此可以說(shuō)，光刻機的水平直接決定了中國芯片制造的水平。

但關(guān)于光刻機，我們可能存在三大認知誤區。

01 我們不缺光刻機

首先，我國光刻機進(jìn)口并未完全受限，國產(chǎn)光刻機正迎來(lái)新突破。

光刻機主要分為兩類(lèi)：DUV光刻機和EUV光刻機。前者只能做到7nm制程，后者是5nm及更先進(jìn)制程芯片的剛需。由于EUV光刻機可實(shí)現的工藝制程更先進(jìn)，技術(shù)要求極高，全球只有光刻機巨頭ASML一家廠(chǎng)商能夠設計和制造，但制造環(huán)節大量使用美國技術(shù)。

我國的DUV光刻機供應商主要是荷蘭的ASML、日本的尼康和佳能，DUV技術(shù)是由荷蘭和日本獨立發(fā)展，不受美國限制，因此能夠正常供應。

而EUV光刻機國內一直買(mǎi)不到。早在2018年，中芯國際就花了1.2億美元向ASML訂購中國首臺EUV光刻機，受到美國禁令等因素影響，至今沒(méi)有收到貨。

不過(guò)我國現階段并不急需EUV光刻機，如果我們能夠在DUV光刻機方面獲得進(jìn)一步突破，還是有可能把國產(chǎn)芯片制程工藝推到7nm甚至更往前。此前有消息稱(chēng)，國產(chǎn)光刻機已有新突破，將實(shí)現從90nm跨越到28nm，如能量產(chǎn)，國產(chǎn)芯片的自主化程度將會(huì )大大提升。

02 有了光刻機，就能造芯片？

其次，光刻雖然是芯片制造最核心、最難的環(huán)節，但不是說(shuō)有了光刻機就能造芯片了。芯片制作包括芯片設計、晶片制作、封裝制作等多個(gè)環(huán)節，其中晶片制作過(guò)程尤為復雜。

晶片制造工藝分為“三大”+“四小”工藝，三大包括光刻、刻蝕、沉積；四小包括清洗、氧化、檢測、離子注入。這7個(gè)前道工藝缺一不可。

芯片生產(chǎn)過(guò)程包含單晶硅片制造、前道工藝和后道工藝

這里面，三大工藝占比都很高，光刻機占到芯片成本30%，刻蝕機25%，PVD/CVD/ALD占25%，并列成為最重要的三大前道設備，強調光刻機的重要性時(shí)，其他部分也不能忽視。

我們講產(chǎn)業(yè)困境時(shí)，會(huì )反復提到光刻機，這讓不少人以為只要光刻機不受限，好像芯片的“卡脖子”問(wèn)題就能解決了，事實(shí)并非如此。芯片工藝流程中，7大前道工藝設備都不可缺少。

03 造光刻機不是最緊迫的事

那么，中國現在最緊迫的是造光刻機嗎？其實(shí)不是。

從以上分析中可以看出，造光刻機不是當前最緊要的問(wèn)題，中國半導體制造不缺光刻機。

前面提到的7大前道工藝設備中，全球的光刻機制造，基本由ASML、尼康和佳能三巨頭壟斷，美國能插手的有限。

然而另外6大相關(guān)設備：刻蝕、沉積、離子注入、清洗、氧化、檢測設備，多由美國和日本壟斷，其中檢測設備由美國的KLA（科磊）深度壟斷。

眾所周知，經(jīng)過(guò)美國之手的技術(shù)，國內想要進(jìn)口，都存在被限制的風(fēng)險。因此，對于中國的芯片產(chǎn)業(yè)鏈而言，最緊迫的不是造光刻機，而是著(zhù)力攻關(guān)被美國限制的其他更關(guān)鍵的技術(shù)。

不過(guò)話(huà)說(shuō)回來(lái)，盡管我國的芯片產(chǎn)業(yè)鏈水平與國外相比仍有差距，但我們始終存有趕超的信心。

回顧中國光刻機60年的發(fā)展，其實(shí)中國在最初也是條件最艱苦的階段，就曾獨立研發(fā)出光刻機，一度把中美之間的距離縮短至7年。

后因種種因素導致差距再次拉大，且開(kāi)始面臨斷供的風(fēng)險，為此，中國再次奮起直追。

2002年，代表中國最先進(jìn)光刻機水平的上海微電子剛成立時(shí)，我國光刻機領(lǐng)域領(lǐng)軍人物賀榮明與國外工程師談技術(shù)合作，卻反被嘲諷，“就是給你們全套圖紙，你們也做不出來(lái)！”

在這樣薄弱的基礎與外界的輕視下，經(jīng)過(guò)十多年的自主研發(fā)，我國90nm國產(chǎn)光刻機最終實(shí)現量產(chǎn)，且銷(xiāo)往海外。而后道封裝光刻機則早已研制出來(lái)并出口海外，全球市占率高達40%。

今年9月，上海市經(jīng)信委主任吳金城在新聞發(fā)布會(huì )上透露，我國目前已實(shí)現14納米先進(jìn)工藝規模量產(chǎn)，90納米光刻機、5納米刻蝕機、12英寸大硅片、國產(chǎn)CPU、5G芯片等均實(shí)現突破。

可以看到，中國正一步步縮小與國外的差距。無(wú)論是光刻機，還是其他受限設備，國產(chǎn)化道路或許漫長(cháng)，但星星之火已然點(diǎn)亮我們通往勝利的征程。

參考資料：

半導體風(fēng)向標.《光刻機的三大誤區》