最新资讯!荷兰出手限制:告别自嗨,国产光刻机做好过苦日子准备
文/王新喜
荷兰政府日前发布声明,以“国家安全”的名义对包括最先进深紫外光刻机(DUV)在内的半导体生产设备进行出口管制,这也意味着荷兰政府对光刻机出口管制的范围,从极紫外光刻机(EUV)扩大到了深紫外光刻机。
ASML在声明中强调,新出口管制并不适用于所有的浸入式光刻工具,而只适用于所谓“最先进的”,并且这些管控措施转化为立法并生效还需要时间。
目前ASM尚未收到任何关于“最先进”确切定义的更多细节,但该公司将其解释为“关键的浸没式系统”(critical immersion),即“资本市场日”中定义的TWINSCAN NXT:2000i和后续推出的浸没式系统。
半导体研究机构芯谋研究的首席分析师顾文军表示,今后阿斯麦将需要出口许可证才能发运先进的浸润式DUV光刻机,预计其2000系列的DUV光刻机将受到限制。而阿斯麦2000系列DUV光刻机可以制造出28纳米甚至14纳米的先进制程芯片。
国产光刻机:告别幻想与自嗨,面对现实
事实上,荷兰对DUV光刻机出口管制的消息反反复复已经传了大半年了,目前荷兰正式发布了声明,这意味着中国需要放弃对荷兰的供货幻想了。
在目前,大量网友与业内人士依然处在自嗨模式中,认为荷兰不供货,最终将被中国研发出来并超越,荷兰是自食其果。如果中国突破了,ASML未来结局,必然重创之类的云云。但事实上,这些目前都是网友对国内光刻机突破的梦想与期待,目前距离这个梦想还很遥远。
从现实的困境来看,中国已经向荷兰提出交涉,希望荷方秉持客观公正立场和市场原则,尊重契约精神,不滥用出口管制措施,但可能效果有限。现在EUV、DUV都被限制了,中国在芯片制造与光刻机上,除了自我研发,别无出路。
在过去,国产光刻机的突破消息层出不穷,比如中国首条光子芯片生产线即将建成、量子芯片取得突破、芯片堆叠技术有了巨大进展,以及前段时间,中科院光电技术研究所研制的国内首台新型超分辨率光刻机日前通过验收,并投入生产。此外,哈尔滨工业大学公布了一项“高速超精密激光干涉仪”研发成果,并获得了首届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜金奖,被一些人宣称解决了7nm以下的光刻机难题。
不久前也传出国内某公司开发了SAQP技术,可以做到不需要EUV光刻机的前提下,实现了7纳米工艺,在此基础上,还可以实现5纳米工艺,并且在经济上还没有达到极限。
这些消息真真假假,寄托了国人的期待,但大多停留在实验室层面,距离真正的突破还有很远的距离。
如今DUV被限制了,我们需要真正看清现实,停止不切实际的幻想,国人对于这些光刻机取得突破的消息,在内心澎湃沸腾之余,一个简单的判断标准是,如果我们的光刻机真的已经取得重大突破,已经突破了5nm、7nm的技术难题,即将投入生产,那么荷兰还有必要禁售光刻机吗?那样做有任何意义吗?比如说在中国当前电动汽车取得重大突破的情况下,日本有必要向中国禁售燃油车发动机吗?没有必要,因为这是可笑的举动。
相反,如果中国真的取得重大突破,荷兰应该宣布的是降价抛售,因为再不抛售光刻机,就晚了。
因此,在这个时候,从网友到业内人士是时候清醒过来,告别盲目自嗨了,而是需要真正看清我们的困境,避免盲目的乐观误导产业,阻碍光刻机、光刻胶等芯片设备的研发进程。
光刻机研发,我们起了个大早,却赶了晚集
事实上,光刻机的研发,我们投入了足够长的时间以及足够多的资金,但进展非常有限。我国光刻机的研发早在上世纪50年代就开始了,虽然比欧美国家晚了点,但也算起了个大早,但是到了80年代,一种“造不如买,买不如租”的观念风靡全国,认为从国外买回来的设备马上就可以使用,比自己研发要快得多。这种理念的影响,用于光刻机研发的资金越来越少,最后导致几乎停滞。
2014年之后,国内也推出了半导体产业大基金,迄今也已经过去了九年时间,在芯片产业链领域虽然有不小的进展,但是在光刻机等芯片制造设备的基础研发层面却依然步履艰难,推进乏力,本来预计2020年通过验收并实现量产的28nm光刻机在延迟了3年之后依然遥遥无期,如光刻胶、光掩膜版、极性溶液、溅射靶材等半导体材料领域同样进展缓慢。
此外,大量的资金投入了半导体产业,众多芯片创业公司扎堆涌入,大大小小的半导体企业曾经火热入场,但许多已经沉寂与倒闭。
例如,一无背景,二无从业经验的弘芯,曾经欲投资超1280亿元,打着实业报国的名义去融资要解决芯片自主研发与关键技术问题,它号称锁定 14 纳米以及 7 纳米以下先进逻辑工艺晶圆制造服务,但在今年,弘芯项目正式烂尾。此外,号称投入598亿的泉芯同样崩盘。
根据数据统计显示2022年关闭的芯片企业数量高达5746家。大量冲着补贴加入造芯的企业在沸腾之后,一地鸡毛,发展到今天,没有多少能够真正沉下心去攻克光刻机等芯片产业链难题的企业。
当然我们不能否认我们在相关产业链上也取得了一定的成就。国内光刻机核心组件的公司已经基本成型,做集成的、做光源系统的、做物镜系统、做曝光光学系统、双工作台的以及包括光刻胶,光刻气体,光掩模版,光刻机缺陷检测设备,涂胶显影设备等,都有相关的公司与产业分布。
产业链条虽已成型,但光刻机目前难题恰恰在于制造的精度上,光刻机的三个核心部分:光源,物镜系统,工作台,都需要顶级的镜头和光源以及极致的机械精度与复合材料。相对于AMSL等拥有美国的Cymer光源以及德国蔡司多层膜反射镜以及精密的复合材料,还不够有竞争力。因此,我们做不出28nm以下的,目前的技术停留在90nm。
此外是材料方面的短板,目前,单单是半导体行业制造用的硅,目前中国几乎所有中高端硅晶圆都靠进口。在光刻机之外,半导制造材料包括光刻胶、硅片、电子气体、抛光液等,也是目前壁垒最高的材料之一。
我国中高端胶如KrF光刻胶国产化率不及5%,ArF仅为1%。而全球光刻胶的生产几乎都是由日本垄断,占到全球70%的市场份额。剩下的30%里面有一半是由美国占据。我们在全球光刻胶的市场份额不足10%,里面很多还只是技术含量最低的PCB光刻胶。
因此,我们在光刻机领域依然需要依赖荷兰ASML公司,根据ASML的财报显示,以客户工厂所在地区划分,中国大陆是ASML第三大市场,2022年全年为ASML贡献了29.16亿欧元的收入,占总营收的14%。除中国大陆外,中国台湾、韩国、美国、日本为前五大市场,2022年上半年贡献的营收占比分别为42%、29%、7%、4%。而此次涉及的产品占ASML营收的34%以上。
综上可以知道,光刻机研发,其实我们赶了个大早,但因为被“造不如买”误导,耽误了很长时间,虽然后来醒悟过来,却并没有正确的思路,其中,也经历了骗补、芯片创业热的误导,导致时间与资金被浪费。
目前,虽然产业链已经成型,但还在精度与材料方面,还面临着很大的差距,目前依然在苦苦攻坚,现状并不乐观。
少点沸腾,扎实研发,要有过苦日子、靠自己的准备
这是我们需要认清的现实,少点沸腾与自嗨,扎实研发,国内立足现实,不妨从基础的KrF乃至I线光刻机入手,真正投入研发吃透,建立起技术和系统的迭代基础,而这一过程,正是新型举国体制大有作为的舞台。
要将短板环节解决掉,中国半导体产业目前仍然面临巨大的挑战和压力。在过去,芯片投资火热,大量芯片企业处于一众大干快上、好大喜功、疯狂融资砸钱的状态,你砸几百亿,我要砸上千亿。
但一个基本常识是,在半导体基础领域尚不牢固的前提下,卡脖子的高端芯片项目需要砸钱,但不是只要砸钱就能解决的。中国有句人尽皆知的俗话是:钱能解决的问题就不是大问题。这是一个行业常识问题,在这个行业,资金只是其中一部分资源,但却不是核心的资源。”
这个基本的道理,过去却并没有被芯片产业的人士理性的认识到。
从数据来看,中国的市场份额占ASML营收的14%。EUV到DUV完全封堵,这意味着荷兰光刻机的损失进一步扩大, ASML的苦日子可能还在后头。当营收大跌,手头客户需求大减,ASML当营收断崖式下跌,它还有足够的投入去维持它的技术研发优势与技术升级迭代吗?这很难,但这是ASML当前也无力解决的现状。
当然,ASML的困境并不是我们关注的范畴,这是它自己的事情,对方营收下滑,只是丧失了利润,包括三星、谷歌等公司,完全不依赖中国市场,也能活的很好,我们不必担心别人在失去中国市场之后会怎么样,我们更应该关注的是,我们自己攻克了哪些技术难题,距离量产落地还有多远,距离完全的技术自主还有多远。
这一方面需要我们在技术研发、人才培养、政策引导等方面持续投入与迭代,在半导体制造设备的材料与工艺、制造技术层面不断突破,补齐短板,直到真正拿出量产的先进光刻机产品,一方面,市场壮大的核心关键是需要有领头羊厂商来快速整合市场,带动整个产业链的进步,把国产替代的产业链做大做强,补齐短板。
此外,也要围绕下一代晶体管的材料、器件与工艺等方面进行持续的探索与专利布局,卡住下一代技术,才有往淘汰上一代技术,形成反制手段。
自嗨式膨胀,无力解决现实的难题。国产光刻机的重大突破,其实需要对产业有敬畏,而非误判形势。我们需要清醒过来,调整目前的产业研发模式,集产业链的合理与举国体制的优势,全力推进,我们也是时候放弃幻想,做出改变了,抓紧追赶了。