最難復(fù)制的光刻機(jī)

「錢能解決一切」的土豪邏輯，面對EUV這臺(tái)被喻為「外星科技」的集合體時(shí)，只會(huì)撞得頭破血流。

中國現(xiàn)在集合幾百個(gè)挖角來的前ASML中國籍工程師，意圖復(fù)制這項(xiàng)從研發(fā)初期至今、全球累積超過數(shù)十萬名頂尖大腦的智慧總和。

即便我們退一萬步，承認(rèn)一個(gè)可能性，那就是中國傾盡舉國之力，甚至透過各種渠道湊齊了零件，真的在上?；虮本┑哪硞€(gè)無塵室里，組裝出了一臺(tái)「長得像」EUV的機(jī)器。它有巨大的白色外殼，有傳送晶圓的軌道，甚至開機(jī)時(shí)還會(huì)發(fā)出類似的運(yùn)轉(zhuǎn)聲。但這臺(tái)機(jī)器的命運(yùn)，注定只能是一個(gè)昂貴的工業(yè)模型，而不是能印鈔票的EUV。

為什么？因?yàn)镋UV從來就不是樂高積木。

把特斯拉拆散了，或許能依樣畫葫蘆造出能跑的電動(dòng)車；但把ASML的EUV拆散了，你只能得到一堆幾十億價(jià)值的廢鐵。這不是關(guān)于單一零件的逆向工程，這是一場關(guān)于「極限整合」與「隱性知識(shí)」的物理學(xué)障礙賽。

[來自物理極限的整合]

一般人看EUV，只看到德國蔡司的鏡頭、美國Cymer的光源。這當(dāng)然沒錯(cuò)，但這只是冰山浮在水面上的那一角。真正讓ASML難以被復(fù)制的，是它如何讓這十萬個(gè)來自全球不同供貨商的頂級(jí)零件，在奈米尺度的世界里完美協(xié)作。

想象一下這個(gè)場景：你要用雷射在幾十公尺外擊中一顆正在掉落的蘋果，而且要連續(xù)擊中五萬次。這還不夠，這顆蘋果本身還在一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上。這就是EUV內(nèi)部的真實(shí)寫照。

除了光學(xué)系統(tǒng)，EUV內(nèi)部必須維持「極度真空」。因?yàn)闃O紫外光的波長極短，空氣中任何一點(diǎn)氣體分子都會(huì)把光線吸收殆盡。這意味著ASML必須打造一個(gè)比外層空間還要干凈的真空腔體，而且在這個(gè)腔體內(nèi)，還有高速移動(dòng)的工件臺(tái)在運(yùn)作。

這就帶到了另一個(gè)被低估的技術(shù)黑洞：雙工件臺(tái)系統(tǒng)（Twinscan）。

要在晶圓上刻電路，晶圓臺(tái)移動(dòng)的速度快得驚人，且急停急煞的加速度極大。中國目前連在常壓下控制這種精度的機(jī)械手臂都還不穩(wěn)定，更別提在真空中利用磁懸浮技術(shù)，去驅(qū)動(dòng)兩個(gè)重達(dá)幾噸的工件臺(tái)進(jìn)行「華爾茲」。這兩個(gè)臺(tái)子一個(gè)在曝光，另一個(gè)在測量，彼此切換的時(shí)間是以毫秒計(jì)算，誤差必須控制在奈米等級(jí)。

只要震動(dòng)稍微大一點(diǎn)點(diǎn)，或者磁懸浮的控制算法稍微慢了0.001秒，雷射就會(huì)打偏，整片價(jià)值數(shù)萬美元的晶圓就直接報(bào)銷。這種「動(dòng)態(tài)整合能力」，不是買幾張藍(lán)圖就能學(xué)會(huì)的。

[五千萬行程序代碼的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)]

如果說硬件是骨架，那軟件就是靈魂。這正是中國最無力感嘆的時(shí)刻：即便他們透過高薪挖角，找來了那些曾經(jīng)參與組裝的前ASML中國工程師，也無濟(jì)于事。這些人或許能憑借記憶，教你怎么把這堆復(fù)雜的樂高積木拼起來；他們看過圖紙，知道骨架怎么搭、外殼怎么鎖，甚至能完美復(fù)刻出機(jī)臺(tái)的物理外型。但這就是極限了。因?yàn)樗麄兂搅巳怏w，卻注定抄不到靈魂。

這臺(tái)機(jī)器體內(nèi)運(yùn)行著超過5000萬行的控制程序碼，比一架波音787客機(jī)還要龐大且復(fù)雜。這套軟件系統(tǒng)不是單純的「開關(guān)控制」，它是一套具備自我修正能力的超級(jí)大腦。

EUV運(yùn)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱，鏡頭會(huì)熱膨脹，機(jī)臺(tái)會(huì)微幅變形。ASML的傳感器遍布機(jī)身，實(shí)時(shí)監(jiān)控這些微小的物理變化，并透過算法實(shí)時(shí)調(diào)整鏡頭位置與雷射功率進(jìn)行補(bǔ)償。

中國目前的困境在于，他們或許能寫出控制機(jī)械手臂動(dòng)作的程序，但無法寫出這種「基于幾十年物理數(shù)據(jù)累積」的補(bǔ)償算法。這些數(shù)據(jù)是ASML在過去三十年里，透過無數(shù)次失敗累積下來的「工業(yè)直覺」。沒有這些參數(shù)，光有硬件，就像給了一個(gè)剛拿到駕照的新手一臺(tái)F1賽車，他連起步都會(huì)熄火。

[機(jī)器是「養(yǎng)」出來的，不是造出來的]

最后，也是最殘酷的一點(diǎn)：EUV根本不是ASML一家公司造出來的。

它是ASML與全球頂尖客戶（尤其是臺(tái)積電）共同「養(yǎng)」出來的怪獸。一臺(tái)新機(jī)器的原型機(jī)往往充滿缺陷，只有放到臺(tái)積電這種對良率有著變態(tài)要求的工廠里，24小時(shí)不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，才能暴露出隱藏的問題。

臺(tái)積電的工程師會(huì)發(fā)現(xiàn)ASML自己都沒發(fā)現(xiàn)的Bug，比如某個(gè)特定角度的曝光會(huì)造成邊緣模糊，或是某個(gè)頻率的震動(dòng)會(huì)影響對準(zhǔn)精度。這些來自第一線的「反饋數(shù)據(jù)」，是ASML修正機(jī)器、優(yōu)化下一代產(chǎn)品的養(yǎng)分。這是一個(gè)正向循環(huán)：臺(tái)積電用得越多，ASML改得越好；ASML改得越好，臺(tái)積電良率越高。

反觀中國，目前的現(xiàn)狀是連上一代的DUV微影機(jī)都還沒能完全吃透，良率控制依然是個(gè)謎。在沒有頂尖制程回饋數(shù)據(jù)的情況下，中國工程師要憑空打造出EUV的控制邏輯，這不叫研發(fā)，這叫瞎子摸象。

連走路（DUV）都還會(huì)跌倒，就想要學(xué)飛（EUV），越想彎道超車，最后越可能翻車。

中國或許能用錢砸出光學(xué)鏡片，也能挖角工程師做出雷射光源，甚至能組裝出一個(gè)外型一模一樣的EUV空殼。但那個(gè)結(jié)合了德國光學(xué)、美國光源、荷蘭系統(tǒng)整合，以及臺(tái)灣制程工藝的復(fù)雜生態(tài)系，是無法被單一國家復(fù)刻的。