本文首發騰訊新聞。文 | 華商韜略 吳蘇

芯片持續撬動著資本、民心和政策,想讓行業(ye) 崛起也絕非一日之功。
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近日,台積電正式宣布,在美國給出的 120 天寬限期結束後(9 月 14 日之後),台積電不再為(wei) 華為(wei) 代工生產(chan) 芯片。同時,中芯國際也曾在其招股書(shu) 中表示,未來可能無法用美國的半導體(ti) 設備為(wei) 華為(wei) 代工芯片。
如此一來,形勢變得更為(wei) 嚴(yan) 峻,除了購買(mai) 第三方的芯片,自己製造芯片生產(chan) 的核心設備光刻機,也是一個(ge) 逼不得已的選項。
最近一則華為(wei) 要生產(chan) 光刻機消息,更是激起了輿論的巨大關(guan) 注。
有媒體(ti) 報道,華為(wei) 方麵已經開始著力自建芯片晶圓廠,並且已經在招聘光刻工藝工程師,工作地點在東(dong) 莞鬆山湖。
還有消息稱,華為(wei) “確實去很多半導體(ti) 設備廠挖人”,一家國產(chan) 光刻機廠商“被挖走了不少人”。
消息傳(chuan) 出,大批網友感到振奮,“如果華為(wei) 搞,可以直奔 5nm 製程去,其實 ASML 真幹也隻幹了兩(liang) 年”、“兩(liang) 年搞定 5nm 芯片生產(chan) 線”、“前期評估 5nm 光刻機 2 年內(nei) 投入量產(chan) ”之類的評論層出不窮。
此前, 美國官方聲明,將嚴(yan) 格限製華為(wei) 使用美國的技術、軟件設計和製造半導體(ti) 芯片,以保護美國國家安全,並切斷華為(wei) 試圖脫離美國出口管控的途徑。
但針對美國此次限製升級,5 月 16 日上午,華為(wei) 通過心聲社區發文稱:沒有傷(shang) 痕累累,哪來皮糙肉厚,英雄自古多磨難。回頭看,崎嶇坎坷;向前看,永不言棄。

此外,近期還有好消息。英國當地時間 6 月 25 日,華為(wei) 公司正式宣布其位於(yu) 劍橋園區的第一期規劃已經獲批,主要用於(yu) 光電子的研發與(yu) 製造。
該項目規劃經曆三年多時間,今年是華為(wei) 進入英國市場的第 20 年,該公司目前在英國擁有 1600 名員工。
其實早在 2016 年,華為(wei) 就申請了和光刻機相關(guan) 的技術專(zhuan) 利。也就是說,華其實在提前布局,相關(guan) 數據顯示,華為(wei) 已經在相關(guan) 領域投資了 80 億(yi) 美元。
隻是想要打造自己的生產(chan) 線和光刻機難度是無法想象的。

2.
華為(wei) 足夠強,但想成功造就光刻機也絕非一日之功。光刻機的本質其實與(yu) 投影儀(yi) +照相機差不多,但不過說起來,作為(wei) 半導體(ti) 行業(ye) “皇冠上的明珠”,想實現行業(ye) 整體(ti) 崛起必須打團體(ti) 戰!
這是涉及到種種專(zhuan) 利及供應鏈部件限製,並不那麽(me) 容易突破封鎖。這從(cong) 當年最大光刻機巨頭尼康的衰落這件事上就能一探究竟。
上世紀 90 年代,光刻機的光源波長被卡死在 193nm,成為(wei) 了擺在全產(chan) 業(ye) 麵前的一道難關(guan) 。
但當初要強的尼康的零件技術卻想全靠自己搞定。尼康選擇了在 157nm 上一條道走到黑,卻沒意識到背後有位虎視眈眈的攪局者。
尼康晚了半步,卻一步錯步步錯。錯失 EUV 關(guan) 上了尼康光刻機的大門,而 ASML 卻借機崛起,演繹出一場地地道道的美國式成功。
如今,ASML 成為(wei) 全球光刻機的霸主,也是唯一能生產(chan) EUV(極紫外線)光刻機的荷蘭(lan) 廠商,截至 2018 年初,在全世界範圍內(nei) 約有 12000 件專(zhuan) 利和專(zhuan) 利申請,在中國的專(zhuan) 利申請就達到 1326 件。
不僅(jin) 數量龐大,ASML 的專(zhuan) 利也高度集中,幾乎都聚焦於(yu) 光刻機及其零部件。專(zhuan) 利背後,當時 ASML 擁有 160000 名員工,其中大部分都是研發人員。

事實上,ASML 能笑傲全球,不是荷蘭(lan) 一個(ge) 國家取得的成果,而是多個(ge) 國家通力合作的產(chan) 物。
因為(wei) ,光刻機是一種集合了數學、光學、流體(ti) 力學、高分子物理與(yu) 化學、表麵物理與(yu) 化學、精密儀(yi) 器、機械、自動化、軟件、圖像識別領域頂尖技術的產(chan) 物。
若不是當年美國的小心思,拉偏見,提防日本崛起,根本就沒這個(ge) 荷蘭(lan) 公司的機會(hui) 。
當時,掌握光刻機界話語權的是日本尼康、佳能。
1997 年,美國巨頭英特爾組織了一個(ge) 叫 EUV LLC 的聯盟。這個(ge) 聯盟裏,除了英特爾和牽頭的美國能源部,還有摩托羅拉、AMD、IBM,以及能源部下屬三大國家實驗室:勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室、桑迪亞(ya) 國家實驗室和勞倫(lun) 斯伯克利實驗室。
英特爾希望把尼康和 ASML 拉進聯盟,但美國將 EUV 視為(wei) 推動本國半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 發展的核心技術,不大希望外國企業(ye) 參與(yu) 其中。

然而,EUV 光刻機技術要求太高,可以說逼近物理學、材料學和精密製造的極限,單打獨鬥可不行,本國的光刻機企業(ye) SVG 等又被來自日本的尼康“掃蕩”得扶不上牆,自然對尼康不放心,於(yu) 是最後,美國選擇荷蘭(lan) 的 ASML 合作。
ASML 也很有決(jue) 心,不僅(jin) 同意在美國建立一所工廠和一個(ge) 研發中心,用來滿足所有美國本土的產(chan) 能需求,還保證 55%的零部件均從(cong) 美國供應商處采購,並接受定期審查。
這是 ASML 甩掉尼康,依托 EUV LLC 研發人員發表的技術成果,一步步發展成全球霸主的原因,也是美國能禁止荷蘭(lan) 生產(chan) 的光刻機出口中國的原因。
說到底,ASML 的光刻機王朝,建立在國際合作的基礎之上,離不開美國光源技術,德國蔡司的光學技術支持……
所以,ASML 曾揚言,就算公開圖紙也不怕被山寨。因為(wei) 西方合作供應鏈機製,沒人能山寨。有些東(dong) 西,別人是不會(hui) 賣給你的。他還特意解釋了為(wei) 什麽(me) 他不害怕中國會(hui) 模仿出光刻機:
光刻機設備供應商 ASML 的首席執行官 Peter Wennink 此前表示:“這是因為(wei) 我們(men) 是係統集成商,我們(men) 將數百家公司的技術整合在一起,為(wei) 客戶服務。
這種機器有 80000 個(ge) 零件,其中許多零件非常複雜。”
3
你可能覺得,華為(wei) 剛起步,就拿來和國際龍頭相比,不太合適。
那麽(me) ,可以用國產(chan) 龍頭上海微電子來對比。
上海微電子成立於(yu) 2002 年,由國內(nei) 多家企業(ye) 集團和投資公司共同投資組建,長期專(zhuan) 注研發光刻機,截止 2020 年 5 月,持有的專(zhuan) 利和專(zhuan) 利申請數量超過 3632 件,可以做到最精密的加工製程是 90nm 的光刻機。
90nm 的光刻機,可以驅動基礎的國防和工業(ye) ,但隻能算是最底層的水平。有分析說,上海微電子能造出來的芯片,相當於(yu) 2004 年的奔騰四處理器,“有十幾年的差距”。
不難看出,要生產(chan) 光刻機,尤其是生產(chan) 5nm 芯片的 EUV 光刻機,需要長期的努力。
目前,中國芯片製造方麵頂尖的中芯國際隻有 28 納米的生產(chan) 工藝,14 納米工藝才剛剛開始量產(chan) ,且中國芯片製造隻能占到世界 7.3%的份額。
美國的封鎖與(yu) 打壓,短期看,的確製造很多困難,但長期看,隻會(hui) 激發中國放棄僥(jiao) 幸,集中力量,讓核心科技硬起來。半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 被持續加持,中芯國際的快速上市,本身就是例子。
從(cong) 全球產(chan) 業(ye) 和市場格局看,中國半導體(ti) 產(chan) 業(ye) ,也已到了可以突圍而上,加速發展的關(guan) 鍵時刻。
一邊難度係數極高,一邊是生存之戰,所以華為(wei) 要搞成光刻機,需要兄弟幫襯,需要直接麵對,更要能夠整合全國相關(guan) 的產(chan) 業(ye) 、技術和資源,“集中力量辦大事”。
其實,國產(chan) 光刻機廠商中,上海微電子是一個(ge) 不錯的合作對象。分析人士指出,上海微電子研發中的 28nm 分辨率的光刻機可以用於(yu) 14nm 芯片的生產(chan) ,多次曝光情況下,甚至可以生產(chan) 12nm 的芯片。上海微電子擁有這樣的技術基礎,華為(wei) 與(yu) 其合作,能走不少彎路,也能彼此激發,共同創新,走得更遠。

當然,光刻機還有很多技術,國產(chan) 廠商暫時沒法突破,這就更需要中國相關(guan) 產(chan) 業(ye) 攜手前行,一起提升技術水平。事實上,中國很早就重視了半導體(ti) 的大戰。最早可追溯至上世紀 60 年代。但在後來的發展中,由於(yu) 自身路徑,國內(nei) 產(chan) 研環境,以及不友好的產(chan) 業(ye) 環境等多種原因,逐漸掉隊。
中科院微電子所院士表示,在光刻機方麵國內(nei) 與(yu) 國外先進相比相差 15-20 年的距離。即使是國內(nei) 最先進的上海微電子,也還有相當長的路要走。
但近年來,國家加大了對半導體(ti) 行業(ye) 的投入。大基金一期投入 1300 億(yi) ,已收尾;二期預計超過 2000 億(yi) 。但這些資金需要投資的項目也很多,涵蓋芯片設計、製造、封測、設備等諸多領域。以一期為(wei) 例,累計投資 62 個(ge) 項目,涉及 23 家上市公司。
單從(cong) ASML 稱霸天下來看,這也是全人類努力的科技結晶。所以前方雖然艱巨,但前景卻很光明。
半導體(ti) 行業(ye) 向中國轉移的大趨勢不會(hui) 改變。另一方麵,國家也正進一步加大支持和投入,也給了國內(nei) 企業(ye) 追趕的機會(hui) 。
但相關(guan) 的專(zhuan) 家也表示目前中國想自研光刻機漫漫長路,拿日本和韓國做例子,其實他們(men) 背後都有美國的影子,日本在美國技術的支持下完成了第一產(chan) 業(ye) 產(chan) 業(ye) 轉移,同樣的韓國也是,想靠一己之力幾乎不太可能,技術也有個(ge) 積累的過程
所以,光刻機之戰需要打團體(ti) 戰,唯有行業(ye) 崛起,技術暴走,才能讓產(chan) 業(ye) 鏈整體(ti) 雄起。這是一個(ge) 需要積澱的行業(ye) ,成為(wei) 光刻機領域真正不可替代的國產(chan) 希望,華為(wei) 的路還要很遠,但慶幸的是,這條路越走越穩了。
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