美國(guó)投行：落后ASML20年，中國(guó)光刻機(jī)止步65nm，還有很長(zhǎng)的路要走

近日，美國(guó)知名投行高盛（Goldman Sachs）發(fā)布研究報(bào)告指出，中國(guó)自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)技術(shù)仍停留在約65納米（nm）制程，與全球先進(jìn)水平存在顯著差距。據(jù)分析，這一差距大致相當(dāng)于20年左右的技術(shù)積累時(shí)間，主要體現(xiàn)在缺乏高端光刻設(shè)備制造能力這一核心領(lǐng)域。

光刻機(jī)是半導(dǎo)體制造中至關(guān)重要的設(shè)備，作用相當(dāng)于“納米級(jí)打印機(jī)”——將電路圖案曝光到晶圓上，是決定芯片性能、良率和先進(jìn)制程的核心瓶頸。

目前全球最先進(jìn)的光刻機(jī)主要分為：深紫外光刻機(jī)（DUV）：用于成熟節(jié)點(diǎn)，例如65nm、28nm、7nm等；極紫外光刻機(jī)（EUV）：用于先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，例如5nm、3nm及更先進(jìn)工藝；高數(shù)值孔徑EUV（High-NA EUV）：下一代用于2nm以下節(jié)點(diǎn)。

全球唯一能夠量產(chǎn)EUV設(shè)備的企業(yè)是荷蘭公司 ASML，其設(shè)備兼具極高的技術(shù)復(fù)雜度和供應(yīng)鏈集成度。單臺(tái)最新機(jī)型重達(dá)百余噸，價(jià)格超過(guò)數(shù)億美元，是世界上最昂貴的工業(yè)設(shè)備之一。

高盛報(bào)告指出，中國(guó)現(xiàn)階段自主制造的光刻機(jī)穩(wěn)定支持的最細(xì)制程約為65nm，相當(dāng)于過(guò)去二十年國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)的發(fā)展節(jié)點(diǎn)。反觀ASML過(guò)去20多年從65nm一路迭代到現(xiàn)在可支持3nm及更先進(jìn)工藝的EUV系統(tǒng)，其間研發(fā)投入累積高達(dá)數(shù)百億美元。

EUV和High-NA EUV設(shè)備涉及極復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)、超精密機(jī)械、超穩(wěn)定光源及納米級(jí)對(duì)位控制，需要全球數(shù)千家供應(yīng)商協(xié)同，其中很多核心零部件掌握在歐美日等少數(shù)國(guó)家手中。中國(guó)光刻機(jī)公司在這些關(guān)鍵組件和核心子系統(tǒng)的能力上仍有明顯不足。

美國(guó)和荷蘭政府實(shí)施的出口管制政策，使得ASML最先進(jìn)的EUV設(shè)備無(wú)法進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，這直接限制了中國(guó)高端芯片制造的設(shè)備來(lái)源。雖然中芯國(guó)際等企業(yè)能制造出7nm級(jí)別芯片，但很可能依賴的是ASML舊型號(hào)的DUV設(shè)備，同時(shí)使用多重曝光等技術(shù)“逼近”先進(jìn)工藝。

ASML及其合作伙伴數(shù)十年持續(xù)投入研發(fā)，不僅有設(shè)備本身的創(chuàng)新，還形成了完整的供應(yīng)鏈、人才梯隊(duì)和制造體系。中國(guó)光刻機(jī)行業(yè)雖發(fā)展迅速，但在時(shí)間積累和生態(tài)建構(gòu)層面仍需跨越式努力。

盡管高盛等機(jī)構(gòu)強(qiáng)調(diào)差距，但中國(guó)在光刻及相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)步也實(shí)實(shí)在在地存在，并值得肯定：

中國(guó)企業(yè)，如上海微電子等，在DUV光刻機(jī)研發(fā)上取得了重要進(jìn)展：多款國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)穩(wěn)定支持90nm甚至更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的曝光能力；部分浸沒式光刻系統(tǒng)能夠接近28nm水平，并實(shí)現(xiàn)交付和試運(yùn)行；國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈成熟度顯著提高，國(guó)內(nèi)光源、光學(xué)組件國(guó)產(chǎn)化比例不斷提升。

這些并非小型試驗(yàn)設(shè)備，而是在中國(guó)芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈中開始實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和替代進(jìn)口的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

中國(guó)芯片制造界正在探索多種技術(shù)路徑來(lái)突破傳統(tǒng)光刻的限制，例如：使用多重曝光、多圖案技術(shù)在無(wú)EUV條件下實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)工藝；加強(qiáng)芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)優(yōu)化、封裝創(chuàng)新，以減少對(duì)傳統(tǒng)先進(jìn)制程的“絕對(duì)依賴”；核心設(shè)備如刻蝕機(jī)、薄膜沉積、檢測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率快速提升，整體制造生態(tài)更完整。

高盛及部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，中國(guó)光刻機(jī)技術(shù)落后ASML約20年，確實(shí)反映了當(dāng)前在最先進(jìn)制程設(shè)備領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)狀況，這種差距既有技術(shù)積累的原因，也與全球供應(yīng)鏈與政策環(huán)境密切相關(guān)。

但這一判斷并不意味著 永遠(yuǎn)無(wú)法追趕：中國(guó)光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)在DUV層面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)重要突破，具備進(jìn)入更高節(jié)點(diǎn)研發(fā)的基礎(chǔ)；國(guó)家和企業(yè)都已明確將半導(dǎo)體核心設(shè)備自主化作為戰(zhàn)略必爭(zhēng)之地；未來(lái)十年內(nèi)，技術(shù)積累、人才培養(yǎng)、供應(yīng)鏈完善與市場(chǎng)規(guī)模共同推進(jìn)下，中國(guó)的設(shè)備能力有望實(shí)現(xiàn)更多突破。

對(duì)國(guó)人來(lái)說(shuō)，這并非簡(jiǎn)單的落后悲觀論，而是認(rèn)識(shí)到差距與努力方向的雙重現(xiàn)實(shí)：我們既要清醒地看到挑戰(zhàn)，也要堅(jiān)定地看待中國(guó)在核心科技領(lǐng)域不斷攻堅(jiān)克難的潛力。

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