臺積電前副總裁：中國企業(yè)手里的光刻機能造5nm芯片，但是要付出極大的代價

散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州，

盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。

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前沿導讀

2025年，被譽為“浸潤式光刻之父”的臺積電前研發(fā)副總裁林本堅在接受中國臺灣媒體采訪時表示：中國企業(yè)不一定要跟你去爭奪7nm、5nm的技術進度，他們可能會用另一種方法來達到這個目的。

中國企業(yè)的手中還有很多當年從ASML采購的浸潤式DUV光刻機，這些光刻機可以通過多次曝光的技術制造7nm芯片，甚至是5nm芯片。

當然了，現(xiàn)在國際技術已經(jīng)進入了EUV時代，用DUV去制造5nm芯片在理論上是可行的，不過需要付出極大的代價。

這個代價不只是經(jīng)濟上，還有技術層面，你得花費大量時間去解決良品率和芯片產(chǎn)能的問題，目前沒有企業(yè)敢嘗試。

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技術代價

林本堅是浸潤式光刻技術的開創(chuàng)者和奠基人，該技術的革命性在于，它通過將鏡頭與硅片之間的介質(zhì)從空氣改為超純水，利用水的折射率高于空氣的特性，有效提高了光刻系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，從而在不改變光源波長的情況下，顯著提升了分辨率。

這項技術成功地將193 nm深紫外光刻的生命周期從45nm節(jié)點一路延伸至7nm節(jié)點，除EUV技術之外，浸潤式技術是唯一一種可以制造出規(guī)模化先進芯片的技術方法。

根據(jù)林本堅的論斷，浸潤式DUV光刻機的物理極限并非是制造7nm芯片。

他認為，通過極其精密的工藝控制、材料創(chuàng)新和算法優(yōu)化，浸潤式光刻系統(tǒng)的潛力尚未到頭。例如，對光刻膠化學性質(zhì)的深度改良、更先進的分辨率增強技術，以及近乎極致的鏡頭像差校正，都可以在物理極限的邊緣進一步壓縮出更高的成像精度。

多重圖案化技術是實現(xiàn)超越單次曝光分辨率極限的關鍵方法，其核心體系是采用多次光刻-刻蝕工藝的交替，制造出更加復雜結(jié)構的單個芯片。

在EUV技術沒有完全商業(yè)化之前，多重圖案化技術是制造先進芯片的唯一途徑，臺積電曾經(jīng)用這種技術率先給華為制造了7nm工藝的麒麟990 4G芯片。

但是在EUV光刻機正式交付之后，臺積電便迅速將技術轉(zhuǎn)向EUV，又給華為制造了一批工藝水平更好的麒麟990 5G。雖然兩款芯片都是7nm工藝，但是EUV技術可以單次曝光成像，其制造的芯片在性能以及功耗上面表現(xiàn)優(yōu)異。

針對用DUV制造更先進的5nm芯片，林本堅強調(diào)的是技術上的可行性。對于這些志在突破技術封鎖、確保關鍵領域供應鏈安全的中國企業(yè)而言，初期的低良率和高成本是可以接受的階段性代價。關鍵在于證明技術路徑是通的，而后再通過持續(xù)的工程優(yōu)化和規(guī)模效應來改善經(jīng)濟性。

技術機構Techinsights曾經(jīng)針對華為的mate 60pro手機進行了拆解，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部芯片采用了多重圖案化的制造技術，具有7nm特性。

再結(jié)合ASML首席財務官羅杰·達森在2023年財報上面表述的內(nèi)容顯示，ASML給中國企業(yè)交付了大量曾經(jīng)訂購的浸潤式光刻機，這些光刻機是制造國產(chǎn)7nm芯片的核心設備。

根據(jù)英國《金融時報》發(fā)布的專欄報告指出，為了解決先進芯片的斷供問題，中國企業(yè)付出了極其高昂的經(jīng)濟代價，單靠某一些企業(yè)的力量，是根本無法完成如此巨大的技術跨越，這背后有中國舉全國之力的大量支持。

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極限生存

國際媒體路透社在2023年關于中國芯片突破的報道中引述專家觀點稱，中國自主芯片的進展，表明中國在先進制程上找到了變通方案。美國官員和產(chǎn)業(yè)專家對其進行拆解分析后也表示，中國在先進半導體制造方面取得了超出預期的進展。

這些在技術層面的權威信息，間接佐證了林本堅基于事實觀察的判斷。

林本堅在訪談中還提到了中國大陸廠商的現(xiàn)有設備情況，主要指的是ASML的TWINSCAN NXT:2000i 或更早的1980i、1970i等型號的DUV光刻機。

這些設備雖然在2024年被列入荷蘭的出口管制范圍，但是中國企業(yè)在管制生效前已采購了一定數(shù)量，并進行了深入的消化、吸收和再創(chuàng)新。

美國自2020年開始實施出口管制以來，旨在通過切斷中國獲取EUV乃至部分先進DUV光刻機的渠道，將中國半導體產(chǎn)業(yè)鎖死在“落后的技術世代”。

然而，事實證明了絕對的技術封鎖往往難以奏效，反而會激發(fā)被封鎖方最大的創(chuàng)新潛能。中國半導體產(chǎn)業(yè)正是在這種壓力下，被迫進入了一種“極限生存”模式。

企業(yè)、研發(fā)機構和政府資源被高度集中，目標直指在現(xiàn)有條件下實現(xiàn)最大可能的突破。不計短期成本、以技術驗證和供應鏈安全為首要目標的投資，使得中芯國際、上海微電子等企業(yè)有動力和資源去挑戰(zhàn)DUV光刻的理論極限。這與商業(yè)公司追求利潤最大化的邏輯有本質(zhì)區(qū)別，更接近于國家戰(zhàn)略驅(qū)動的技術攻關。

參考資料： 湯普濟，公眾號：觀察者網(wǎng)

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