中國科技進步，歐美本不必焦慮

——AI制圖，圖文無關

近期，據外媒報道，中國成功研制出了生產先進芯片的極紫光刻機（EUV）的原型機，外網討論特別熱烈，甚至使用“曼哈頓計劃”來形容這次重大的突破，足見這次事件給西方帶來的震撼有多強，西方對中國科技進步的焦慮也是顯而易見！

要知道，曼哈頓計劃，是當年美國研制原子彈絕密工程的代號！

外媒用它來形容中國研制光刻機工程，潛臺詞就是制造EUV光刻機難度堪比造原子彈！

為什么這么說？中國光刻技術距離世界頂尖還有多遠？

全球半導體產業規模已經超過7000多億美元，而光刻機作為芯片制造中最關鍵、最復雜的設備，雖然它的市場規模沒那么大，卻掌握整個產業的命脈。

光刻機制造芯片的過程，相當于一塊指甲蓋大小的芯片上，需要雕刻出數百億個晶體管，這個難度是一系列極限工程技術挑戰的疊加：

超精密光源系統是首道難關。極紫外光（EUV）的生成，是目前制造7nm及以下芯片的唯一方法。EUV波長僅13.5納米，無法用傳統方式產生。產生這種光需要以極高精度持續轟擊每秒數萬滴的液態錫滴（約頭發絲直徑的三分之一），并維持足夠功率。整個過程必須在真空中進行，因為EUV幾乎能被一切物質吸收。

極端光學系統同樣令人驚嘆。EUV光刻機使用布拉格反射鏡，鏡面粗糙度要求原子級，形象的說，如果把鏡面面積放大到整個德國大小，其表面起伏不能超過0.1毫米。

納米級對準與測量則是另一大挑戰。一顆芯片需要經過幾十次甚至上百次光刻，每次都必須與之前的圖案完美對準。套刻精度要求低于2納米。

這就好比在一張郵票大小的區域，連續印刷幾十層復雜的城市地圖，每層都必須嚴絲合縫，錯位不能超過一根頭發絲直徑的四萬分之一。

系統的整合和穩定性是最后的試金石。一臺光刻機內含超過10萬個精密零件，是精密機械、高等光學量子物理、真空技術、軟件算法等尖端科技的集大成者，將這些系統整合，并讓它們在納米尺度上協同工作，難度遠遠超過任何單一技術的突破。

此外，芯片要求光刻機良率必須超過90%，這意味著所有極端精密的系統，必須在各種環境干擾下，保持長期、可靠、一致的性能，這是工程中最難的一環。

這些難點相互耦合，構成了極高的技術壁壘，目前全球也就AMSL（荷蘭光刻機巨頭）一家公司能造出EUV光刻機，所以AMSL生產的一臺先進EUV光刻機售價能高達3.5到4億歐元。

中國作為全球最大的芯片消費國，每年進口芯片金額將近4000億美元，但是芯片制造最上游環節，也就是光刻設備領域，卻面臨著嚴峻的技術封鎖。

從2018年開始，美國就通過出口管制措施，限制中國獲取先進半導體制造設備，特別是用于生產7納米以下制程芯片的EUV光刻機就完全禁售，即使是相對成熟的DUV光刻機，也受到越來越嚴格的出口審查。

美國的目的非常明確，就是讓中國永遠造不出先進芯片。

這種“卡脖子”局面沒有讓中國半導體產業屈服，反而激發了自主創新的決心。

中國從2006年就啟動了02專項，也就是《極大規模集成電路制造裝備及成套工藝》項目，目的就是突破集成電路制造產業鏈核心技術。

經過將近20年的發展，我們在成熟技術領域，已經實現自主可控，但在尖端技術層面，仍存在明顯差距。

目前上海微電子生產的SSA600/20光刻機，能夠支持90納米的芯片制造，已經在本土芯片生產線上穩定運行。

對于許多工業控制、汽車電子和物聯網設備來說，90納米制程已經足夠使用。這部分市場約占全球芯片市場的30%左右。

但當我們進入更先進的28納米、14納米甚至7納米制程領域時，差距就很明顯。28納米是當前芯片制造的一個關鍵節點，它能夠滿足絕大多數智能手機、電腦和通信設備對性能與功耗的要求。

全球28納米及以上制程芯片，約占整個芯片市場的三分之二。

攻克這一領域對中國半導體自主化至關重要。

目前，上海微電子正在攻關的28納米浸沒式光刻機，已經進入內部測試階段。一旦成功，將覆蓋國內芯片制造的大部分需求。

但在最尖端的EUV光刻領域，差距可能是代際性的。

ASML從1999年開始研究EUV技術，投入超過400億美元，集結了全球5000多家供應商，德國的蔡司提供光學系統，美國的Cymer提供光源，各種精密零部件來自世界各地，才實現了EUV光刻機的商業化。

中國在尖端EUV領域研發目前仍然處于早期階段，中國雖已研發出EUV光刻機原型機，但離商用還有很長的路要走。

一臺先進光刻機的制造離不開全球供應鏈的支持，中國要實現完全自主，必須在全產業鏈上取得突破。

更為關鍵的是工藝數據的積累。

ASML每臺設備都承載著數十年的工藝數據，這些數據能幫助芯片制造商快速提高良品率。而后來者需要從零開始積累這一過程，需要時間和大量試錯。

長期來看，中國必須堅持EUV等尖端技術的自主研發，但需要清楚的認識，這是一條需要數十年持續投入的道路，不可能一蹴而就。

中國在光刻技術領域的突破，將逐步改變全球半導體產業的格局。

即使中國只能實現28納米及以上制程的自主可控，也將影響全球約三分之二的芯片市場。

而當下，中國極紫外EUV原型機的突破，恰恰證明了一個事實，封鎖壓不跨中國，反而倒逼中國走上自主創新之路。

這就像當年的兩彈一星一樣。

歷史將再次證明，封鎖只會讓中國更加強大，中國的EUV光刻機正在路上。

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