中國造不出光刻機？中科大副院長：美國造不出，中國永遠都不可能

2024年9月，中科大前副院長朱士堯一句“美國造不出，中國永遠都不可能”，把光刻機話題炸上熱搜。

有人罵他長他人志氣滅自己威風，有人說他戳破幻想。

這話聽著扎心，卻是半導體產(chǎn)業(yè)最殘酷的真相。

全球頂級光刻機從不是單個國家的獨角戲，而是多國技術(shù)的大合唱，美國牽頭也唱不完整首歌，中國更不可能閉門造車就搞定。

可能很多上了年紀的朋友，天天聽光刻機、芯片這些詞，卻不知道這東西到底是干嘛的。咱們就說最直白的，你手里拿的智能手機、家里的智能電視、孩子用的平板電腦，還有馬路上跑的新能源汽車，里面最核心的東西就是芯片，而光刻機，就是造芯片最核心、最離不開的那臺設(shè)備。

沒有先進的光刻機，哪怕你芯片設(shè)計圖紙畫的再完美，也根本造不出來實物，就像你有再好的菜譜，沒有趁手的鍋灶，也做不出那道菜來。咱們常說的頂級EUV光刻機，更是被叫做半導體工業(yè)皇冠上最亮的那顆明珠，不是隨便哪個國家，想造就能造出來的。

咱們先說說這臺頂級EUV光刻機到底有多復雜。一臺完整的EUV光刻機，整機重量能達到180噸，里面零零散散裝著超過10萬個精密零部件，這些零部件不是來自一家兩家企業(yè)，而是全球5000多家頂尖供應(yīng)商，一家只負責做一個小零件，最后全湊到一起，才能攢出一臺能正常工作的光刻機。

可能有人會說，不就是10萬個零件嗎，咱們中國是制造業(yè)大國，什么零件造不出來？這話聽著有道理，可真放到光刻機上，就不是那么回事了。

這10萬個零件，不是隨便造個樣子出來就行，每一個都要做到全球頂尖的精度，差一點點，這臺機器就廢了。

就拿光刻機里最核心的光學鏡頭來說，這個部件是德國蔡司獨家供應(yīng)的，全球沒有第二家企業(yè)能做出符合EUV光刻機要求的鏡頭。

這個鏡頭的精度要求有多高？這么說吧，它的面型精度要控制在0.1納米以內(nèi)。咱們都知道一根頭發(fā)絲的直徑大概是0.05毫米，也就是5萬納米，這就相當于，把這個鏡頭放大到跟一個足球場那么大，整個鏡頭表面的高低起伏，不能超過一根頭發(fā)絲的萬分之一。

為了做出這個鏡頭，德國蔡司前后花了幾十年的時間，投入超10億歐元，組建了500多名頂尖科學家和工程師的團隊，耗時8年才完成技術(shù)突破，哪怕是科技實力最強的美國，自己的光學企業(yè)也做不出這么高精度的鏡頭，只能老老實實從蔡司采購。

再說說另一個核心，EUV光刻機的光源系統(tǒng)，這個核心技術(shù)主要掌握在美國Cymer公司和德國通快手里。

要產(chǎn)生光刻機需要的13.5納米極紫外光，可不是開個燈就行的，它需要先把金屬錫變成直徑30微米的小錫滴，以時速300公里的速度穿過真空腔室，再用高功率激光連續(xù)兩次精確命中同一顆小錫滴，把錫瞬間加熱到22萬攝氏度，也就是太陽表面溫度的40倍，才能形成高溫等離子體輻射出EUV光。

這個過程需要每秒重復5萬次，才能保證光源的穩(wěn)定輸出，別說普通人了，全球能搞定這個技術(shù)的，也就這兩家企業(yè)。

除了鏡頭和光源，光刻機里還有數(shù)不清的核心部件，比如負責芯片精準移動的雙工件臺，是荷蘭ASML自己攥在手里的核心技術(shù)，全球獨一份；里面用的超高精度軸承，是瑞典的頂尖產(chǎn)品；各種精密控制閥件，來自法國的頂尖企業(yè)；還有很多特殊的材料、傳感器，來自日本、瑞士這些國家的百年企業(yè)。

可以說，一臺頂級EUV光刻機，把整個西方發(fā)達國家最頂尖的工業(yè)技術(shù)，全都湊到了一起，不是哪一個國家，能憑一己之力全包圓的。

很多人覺得，美國是全球科技老大，肯定能自己造光刻機，可事實根本不是這樣。現(xiàn)在全球能造出頂級EUV光刻機的，只有荷蘭的ASML一家公司，別說中國了，美國、德國、日本這些科技強國，都造不出來。

美國在光刻機的供應(yīng)鏈里，確實占了很重要的位置，比如光源、部分芯片設(shè)計軟件，可除了這些，其他大部分核心部件，美國自己都造不出來，只能依賴全球供應(yīng)鏈。

就連美國最頂尖的半導體企業(yè)，英特爾、高通、英偉達，它們造芯片用的頂級光刻機，全都是從ASML手里買的，美國舉全國之力，也沒法自己攢出一臺完整的EUV光刻機。

早年間美國也牽頭搞過EUV技術(shù)的研發(fā)，上世紀90年代就成立了國家極紫外光刻計劃，拉著三大國家實驗室、英特爾等頭部企業(yè)，前后投了幾十億美元，折騰了十幾年，最后還是只能靠ASML來做整機集成，自己根本搞不定全套技術(shù)。

還有曾經(jīng)的光刻機巨頭日本尼康，不信這個邪，非要走全自研、全日本產(chǎn)的路線，前后投入超千億日元研發(fā)EUV光刻機，最后因為脫離了全球供應(yīng)鏈，原型機良品率不足30%，根本沒法商業(yè)化，只能在2018年徹底終止了項目，留下了年虧850億日元的殘局。

咱們再說說國內(nèi)的情況，首先要說明白，不是中國完全造不出光刻機，上海微電子已經(jīng)量產(chǎn)了28nm的DUV光刻機，首批設(shè)備已經(jīng)交付給了國內(nèi)頭部晶圓廠，良率穩(wěn)定在90%以上，國產(chǎn)化率也超過了80%，能滿足國內(nèi)大部分中低端芯片的制造需求，咱們國家在光刻機領(lǐng)域，不是原地踏步，而是一直在進步。

但咱們要說的頂級EUV光刻機，也就是能造7nm、5nm、3nm這些高端手機芯片的設(shè)備，咱們現(xiàn)在確實還造不出來。

網(wǎng)上總有人說，咱們當年兩彈一星都能搞出來，怎么一臺光刻機就搞不定？這其實是兩碼事。兩彈一星，解決的是“有沒有”的問題，只要造出來，能達到核心的效果，就算成功了。

可光刻機不一樣，它是工業(yè)化量產(chǎn)的設(shè)備，不僅要造出來樣機，還要保證精度夠、良率高、能24小時穩(wěn)定運行幾萬小時不出問題，成本還要控制在商用能接受的范圍里。

哪怕你造出來一臺樣機，能刻出芯片，可良率只有百分之十幾，而ASML的設(shè)備良率能做到99%以上，那這臺機器就沒有任何商用價值，工廠用它造芯片，造一片虧一片，根本沒人會用。

更關(guān)鍵的是，咱們現(xiàn)在還面臨著西方嚴密的技術(shù)封鎖，別說買ASML的EUV光刻機了，就連光刻機里的很多核心零部件、原材料、技術(shù)專利，人家都對我們禁運。

這就相當于，人家全球5000多家企業(yè)，每家只需要把自己手里的一件事做到極致，最后湊出一臺光刻機，而我們要在被封鎖的情況下，自己把這5000多家企業(yè)的活，全給干了，每個環(huán)節(jié)都要做到全球頂尖，這個難度有多大，不用多說也能明白。

所以回頭再看朱士堯副院長說的那句話，不是他滅自己的威風，而是他把半導體行業(yè)最真實的現(xiàn)實，擺到了所有人面前。

頂級光刻機從來都不是單個國家能閉門造車搞定的，它是全球工業(yè)頂尖技術(shù)協(xié)作的產(chǎn)物，美國牽頭都沒法自己一個國家完成，我們更不可能關(guān)起門來，就把所有技術(shù)都突破了。

認清這個現(xiàn)實，不是說我們就放棄了，而是知道我們的差距到底在哪，一步一個腳印的去追，而不是天天喊著口號，覺得砸錢就能搞定一切。

半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從來都不是一蹴而就的，需要幾十年的技術(shù)積累，需要無數(shù)科研人員沉下心來鉆研，更需要尊重全球化的產(chǎn)業(yè)規(guī)律，只有這樣，我們才能在這個領(lǐng)域，真正走出屬于自己的路。