光刻機拆解傳聞：逆向工程思維應休矣，自主創新需夯實

文 | 孫永杰

近日一則某企業試圖逆向拆解荷蘭ASML的DUV（深紫外）光刻機，結果因操作失當導致設備嚴重損壞，最終不得不求助ASML修理的“黑色幽默”般的傳聞在國內半導體圈中引起了強烈關注和討論。盡管該事件細節尚未被權威渠道證實，但結合當下國內光刻機產業在發展中所遭遇的種種，還是引發了我們對其現在和未來的再思考。

從機床黑箱到DUV系統級壁壘，逆向工程思維應休矣

提及逆向工程，它曾是發展中國家追趕工業強國的“捷徑”。

例如20世紀中期，日本通過拆解福特汽車、德國通過仿制英國機床，快速實現相關產業的躍升。但進入21世紀，高端工業裝備的復雜性已超越單純“零件復制”的范疇，轉向“隱性知識”與“系統協同”。而此次傳聞中的DUV拆解失敗，正是這一轉向的極端例證，即針對目前高精尖工業設備已經遠非“拆得開裝不上”的機械問題，而是整個生態的“靈魂缺失”。

事實是，回溯傳統工業的反例，上述趨勢早已顯出端倪。

以德國高精度機床為例，一度業內傳聞中的“拆解后自動偏離或鎖死”的現象，從純技術的角度，其并非毫無根據，而是設計層面的容差系統、裝配張力與動態補償機制協同失效的表現（即便精確測量每一個零件，也無法重建其應力平衡）。

比如德國廠商如DMG Mori在出口設備時，常嵌入陀螺儀、GPS模塊和軟件授權驗證。一旦設備被移動或拆解超出授權，系統會觸發漸進式失效，包括軸向精度偏移、軟件凍結等，導致性能從微米級滑落至毫米級。在2022年俄烏沖突后，部分俄羅斯進口設備曾被曝出現遠程停用現象，盡管廠商并未公開承認鎖死行為，但這一事件說明了現代機床的系統化安全設計已成行業標準。

具體到中國，也曾有企業曾進口類似設備，并通過自研開源CNC系統（如華中數控）繞過鎖定，但這僅適用于軟件層，硬件的核心機械結構（如導軌、絲杠）仍需原廠精度，替換后性能可能下降5-10%，而更深層的壁壘還有材料科學的“隱性配比”。例如德國精密絲杠中摻入微量的稀有元素（如鉭或錸），通過固溶強化將耐磨度提升數倍，而這種微量添加依賴無數次實驗迭代，雖然逆向分析（如X射線熒光）能檢測成分，卻難還原其在晶體結構中的動態影響。對此，Bosch Rexroth的專利顯示，這種知識是商業機密，即便是仿制，也需數年磨損測試。

類似地，日本FANUC導軌的淬火工藝（多次深度冷卻與高溫回火交替），以確保硬度HRC 58-62與韌性平衡，而據稱國內企業簡化步驟后，成品壽命僅為原版的30-50%，易生裂紋。需要說明的是，這已不是簡單的“偷工減料”，而是忽略了溫控曲線的經驗積累，即每一步參數偏差，都會放大應力，并最終導致系統級失效。

從上述這些機床的案例我們不難發現，局部可逆，全局難復：零件可測，工藝隱性；系統協同更難重構，而在光刻機上，這種系統協同壁壘被放大到了極致。

據ASML官方與多份行業報告統計，其最新一代EUV系統包含10萬個零部件、涉及約5000多家供應商，相較之下，浸沒式DUV（ArFi）雖然復雜度略低，但零部件數量同樣達數萬級，系統集成難度相近。

ASML全球供應商體系，來源：ASML官網、電子產品世界、華金證券研究所

其中核心光學模塊由蔡司（Zeiss）獨家提供，鏡片加工精度達到亞納米級，任何一次鍍膜厚度波動都可能導致系統退化，至于它的對準系統、雙工作臺、控制算法與曝光同步機制之間的微秒級閉環控制，更是靠上百項嵌入式專利實現。這意味著，即使完全拆解出DUV的所有零件，仍不可能重建那種“系統級協同”。正如華金證券《光刻機深度報告》中所言：高端光學元件的超精密制造與裝調技術，是當前高端裝備制造業最大短板。

Zeiss SMT DUV光刻機投影物鏡產品矩陣，來源：SPIE，Bloomberg，東吳證券研究所

由此可見，ASML的DUV系統并非單純硬件堆疊，而是光學、控制、材料、算法、軟件的融合，就連曝光臺上的“振動補償”都需依賴納米級氣浮系統、雙重反饋與AI建模修正。所以所謂的對于DUV的逆向拆解，不是拆得開，而是拆不出“靈魂”。

明知不可而為之背后，體系性鎖死的無奈與冒險

如上述，作為業內的廠商，理應明知不可為，那為何還要去嘗試？這背后到底發生了什么？

眾所周知，自2018年中美貿易戰開始，美國主導的出口管制逐步升級。2023年后，美日荷“三邊協議”將EUV全面禁售，而在今年，ASML更是明確停止對中國最先進DUV（NXT:2000i以上型號）的出口，甚至存量設備的維修、零部件更換和技術服務也受限。而事實卻是，中國依然是ASML的最大客戶（去年營收最高占比高達41%），這種高度依賴性始終是中國光刻機產業的軟肋。

2024年ASML中國大陸地區營收占比，來源：ASML投資者調研紀要，國金證券研究所

這里先不說國內的中芯國際、華虹、長江存儲等晶圓廠逾百臺DUV機型，一旦斷供，生產線可能出現停滯，據TrendForce報告顯示，今年第三季度，中芯國際的7nm良率降至60%以下，部分原因竟是設備老化與維護滯后，也就是說ASML對于中國光刻機的維修、零部件更換和技術服務限制的負面影響也已開始顯現。

另據慧博智能投研《光刻機行業深度：核心技術、競爭格局、國產替代及相關公司深度梳理》報告顯示，中國光刻機產業鏈仍處于光機臺有進展、光源和光學核心滯后的階段。例如上海微電子雖然具備90nm級KrF光刻機生產能力，且正在攻關28nm級ArF機型，但光源仍依賴Cymer、Gigaphoton，物鏡加工精度則受制于蔡司，且與國際主流的7納米/5納米制程存在巨大代差。更令業內擔憂的是，即便是現有的國產設備，也常因停機率高、良率不穩而難以被大規模采用。

綜上我們不難看到，中國光刻機面臨的是體系性封死的窘境，并通過整機、零配件、服務，包括我們現在自主研發部分核心部件的依賴得以體現，加之“自主可控”國家最高戰略的背景下，光刻機作為“卡脖子”環節的核心，業內承受的突破壓力可見一斑。而這種種壓力使得一些決策者和執行者出現短期內急于求成的心理也自在情理之中。

基于此，不管DUV光刻機逆向拆解的傳聞是否為真，其背后反映的中國光刻機產業外部極端限制與內部高度渴望相互作用產生的無奈與冒險應是我們正視的事實。而在此事實之上，無論是國內的晶圓廠還是設備商，都希望通過任何手段取得突破。

基礎創新到生態協同是正解，切忌“樣機思維”類突破

如前述，曾經屢試不爽的逆向工程顯然已經不適用于當下高精尖工業設備，尤其是光刻機產業，突破更無捷徑，唯有回歸基礎科學，構建完整生態，方是正道。而這需要我們首先必須正視與國際頂尖水平的代差。

例如目前國內領先的上海微電子已具備90納米量產能力，并正向28納米進軍，這是巨大的進步，但同時國際主流已在7納米和5納米節點進行競爭。針對于此，在技術路徑上，國產化進程應腳踏實地，從成熟制程（90nm/65nm）的穩定性和國產替代做起，穩步推進，爭取在浸潤式DUV的某些關鍵模塊實現突破。

其次是必須集中資源攻克國際壟斷的核心環節，例如光刻機的光源和光學系統。

事實是，無論DUV還是EUV的光源，目前尚被Cymer、Gigphoton壟斷。為此，我們需要加大對激光物理、高功率光源、以及EUV光源中LLP光源（激光輔助等離子體）等基礎科學的投入，建立從原理到工程化的完整技術鏈。至于光學系統，則必須在超精密光學鏡頭的材料、研磨、拋光和鍍膜等工藝上實現突破。

最后則是必須回到基礎科學與生態協同創新。從物理層面看，光刻機的分辨率由光源波長（λ）、數值孔徑（NA）和工藝系數（k1）共同決定，而要實現EUV級別的分辨率，不僅要擁有13.5nm波長光源，還要在鏡片、控制、掩模、光刻膠等多個環節實現協同創新才行。

這里我們以長期被日本廠商（如JSR、信越化學）壟斷的光刻膠為例，其配方、性能直接影響良率，這就需要我們不僅要實現ArF DUV光刻膠、甚至EUV光刻膠的國產化，還需與國產光刻機、刻蝕機進行全流程匹配與驗證。

以上述作為標準，中國目前的進展雖然緩慢，但已顯露出結構化突破的路徑。

例如在核心的光源方面，科益虹源、中科院光電所成功研制248nm和193nm準分子激光器，打破了國外壟斷，為DUV國產化奠定了基礎；至于光學系統，國望光學、國科精密正在研發NA=0.82~1.35級投影物鏡。

科益虹源產品矩陣，來源：儀器信息網，華福證券研究所整理

而在光刻膠與掩膜版方面，南大光電、路維光電、晶瑞電材等實現了ArF正性光刻膠的突破，開始進入晶圓制造驗證環節。

在我們看來，這些成果雖尚未形成完整產業鏈，卻標志著中國光刻機生態創新的雛形已現。

到這里，也許有業內稱，目前國內的光刻機不是時不時就曝出“突破”的好消息嗎？怎么還是雛形呢？這就引出了當下我們在發展光刻機產業時必須警惕的“樣機思維”的蔓延。

說到“樣機思維”（Prototype Thinking），它是一個工程學和管理學概念，常用于描述技術研發或產品開發過程中的一種常見偏差，表現為過度聚焦于制造出“能動”的原型機（prototype，即初步功能樣機），而忽略后續的量產化、穩定性、成本控制和生態集成。這種思維模式在創新驅動的領域（如半導體、機械工程、軟件開發）中尤為突出，往往導致“實驗室成功、市場失敗”的尷尬局面。

當我們明白了“樣機思維”，那么所謂的隔三岔五曝出的“突破”，含金量幾何想必業內都心中有數。還是之前所述，惟有國內光刻機產業鏈協同創新，齊頭并進，才能最大限度地避免“樣機思維”陷阱的自嗨式宣傳，做到物盡其用，真正提升中國芯片產業的制造水平。

綜上，我們認為，逆向拆解DUV光刻機的傳聞，不論真假，都在提醒我們，在信息透明、技術高度集成的今天，試圖通過逆向工程在最尖端領域實現突破，無異于緣木求魚。而惟有像ASML從一個“漏水棚子”起步那樣，經歷長期的沉淀與協作，打造出真正擁有底層創新能力和完整生態鏈的光刻機產業體系，甚至從中建立我們自己的第二條技術路徑，例如納米壓印（NIL）或電子束刻蝕等非光刻技術，才能最終實現真正的“自主可控”。