9月16日,国新办举行新闻发布会,介绍中国科学院“率先行动”计划第一阶段实施进展有关情况。
在这个发布会上,中科院主要领导强调,要把美国卡脖子的清单变成我们科研任务清单进行布局,比如航空轮胎、轴承钢、光刻机;一些关键核心技术攻关成立领导小组,要求每个承担重大任务的人要签署责任状;在一些最关注的重大的领域,集中全院的力量来做。这就是中科院签订“军令状”的来由,其中光刻机受到了广泛的关注。
众所周知的原因,现在在芯片行业我们受到了美国等西方国家的封锁,造成了我国一些制造企业的困难局面,比如华为。
制造芯片最重要的设备就是光刻机。其实我国也能生产制造光刻机,也在很早的时候就开始研究,在这方面当时也和世界水平比较接近,但是光刻机的前期研究需要投入大量的资金,而且在“造不如买,买不如租”思维影响下,逐渐对于科研不太重视,光刻机研制近乎于停滞,就像当年的“运10”飞机的研制过程一样。
而当我们开始重视芯片产业,国家也投入巨资准备大力支持研发,却出现了“汉芯”造假事件,2003年上海交大微电子学院院长陈进从美国买回芯片,作为自主研发成果,消耗大量社会资源,影响之恶劣可谓空前!以至于很长一段时间,科研圈谈芯色变,严重干扰了芯片行业的正常发展。
目前上海微电子装备有限公司能量产的光刻机是65nm制程。2019年,由中国科学院光电技术研究所承担的超分辨光刻装备项目在成都通过验收,完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制,最高线宽分辨力达到22nm。
这22nm制程的光刻机技术,应该很快就会能够量产,但是与世界主流的先进技术还是相差甚远,而且22nm的芯片,只能应用到一些不太复杂的科技产品上,比如老年手机等等。所以现在我国在光刻机这块是落后于世界先进水平好几代的。
当前光刻机技术最好的是荷兰的ASML公司,已经能够量产5nm制程的光刻机,甚至都拥有了3nm的技术。
可是因为美国的阻挠,我们根本就买不到ASML的产品,中芯国际在去年前曾经抢购到一台7nm的光刻机,钱都已经付了好多个亿,到现在都还没有收到货,可能以后也就收不到了。
硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测,以及相关的半导体设备,绝大部分领域我国还是处于“任重而道远”的状态。
但我感觉这次不一样了,制造芯片的设备光刻机已经提升到国家层面,相关部门还立下了“军令状”,这与当年研究原子弹的情形何其相似。
我不相信先进光刻机的难度要大于原子弹,我们当初是一穷二白,完全是从零开始,不也以飞快的速度制造出来了?何况对于光刻机生产我国还是有一些基础的,只是现在还没有达到国际先进水平而已,这比当初制造原子弹的情况要好很多。
1nm就是一些原子了,现有的光刻机技术原理是有天花板的,我相信在我们的科研单位在现有理论下,应该能够很快追上世界水平,但不应仅仅局限在已有的理论中,还要展开新的理论研究,争取尽快生产出更先进的光刻机,使我们的芯片不再受到制约。
荷兰最终解禁,卖给中国的光刻机,但这个荷兰先进的光刻机并不代表中国芯片行业的腾飞。中国芯片行业真正的救星,一定是中国自己。特朗普离开白宫后,外国强加给中国的所有技术限制似乎都失败了。就在上周,好消息来了,一直处于反对向中国出售光刻机保护主义状态的荷兰,同意以12亿美元的价格从全球光刻机巨头ASML (Asme)购买14nm光刻机。
很多人认为这次收购会拯救中国的芯片行业。但是真的是这样吗?
长期以来,由于光刻机的特殊性,中国网民甚至将其视为半导体行业的生命线。但其实光刻机只是芯片生产线的一部分。还是一个制作环节。芯片的生产至少需要七个主要过程,即扩散、光刻、蚀刻、离子注入、薄膜生长、抛光和金属化。那么每个流程需要多少设备呢?
以SMIC 12英寸集成电路为例,我们需要22种扩散设备、8种光刻机、25种刻蚀设备、13种离子注入设备、12种研磨抛光设备和17种清洗设备。此外,还有涂胶设备、PVD设备、检测设备、检测设备等。生产环节也就几百个。一台光刻机不是万能的,它可以解决上百个生产环节的问题。所以单用光刻机是绝对不可能实现中国芯片的全面飞跃的。然而,这并不意味着我是悲观主义者。外国人把光刻机卖给中国,确实可以算是中国芯片行业的一个重大转折点,但最重要的一点不在光刻机,而在卖光刻机。
事实上,中国现在可以制造激光雕刻机,主要制造商是上海微电子。这家公司曾经去过***的节目,是做光刻机的。虽然它的技术在中国是顶尖的,但在世界上是落后的,落后于荷兰的两代ASML。不过根据中国人的实力,不用担心他们有多落后。如果他们有,他们很快就会赶上国际主流标准。
欧美国家这次愿意把自己的光刻机卖给中国馆的主要原因是老套的原因,就是因为中国有。当中国没有某项技术的时候,欧美国家肯定会想尽办法阻止中国购买或者研发。
但是当我们有了这项技术,对方就会解除对我国的一切限制。在同一个芯片行业,第一个拿到欧美提货单的其实不是光刻机,而是蚀刻机。这项技术禁令的接触时间是2015年。当时美国商务部下属的工业安全局这样说:中国实际上已经从中国企业获得了与美国产品数量和质量相当的蚀刻设备,继续实施国家安全出口管制措施毫无意义。现在的中国完全可以自己生产芯片制造所需的所有仪器,不会太落后于国际领先水平,顶多落后国际主流水平一到两代。还有一些产品,比如Microsemiconductor的蚀刻机,已经达到国际先进水平,有一小部分水平停留在三代之前。
其实这种发展状态可以说是相当不错了。毕竟大家都听过木桶理论,决定木桶能装多少水的永远是最短的短板。目前中国芯片行业的诚信度很高,不亚于美国日本这种老牌半导体大国。这意味着我们没有很多特别短的短板,只要努力就能赶上。另外,今天的芯片制造技术越来越接近物理极限。就像当年大规模集成电路取代晶体管一样,集成电路很难继续取得突破。如果没有新技术的出现,7nm芯片很可能是人类已经可以实现的最高工业成就。这给我们的半导体行业带来了一个非常宝贵的窗口期。
如今,中国半导体发展产业不缺科研人才和国家政策,发展速度和RD实力都很强。接下来,我们需要考虑保护技术不受损失的问题。北华创董事长赵曾说,中国芯片产业最大的优势是发展极快。这是好的,但是我们缺乏行业内的口碑和影响力。如此高价开发的芯片根本卖不出去。
其实这个不难理解。毕竟商人出来挣钱。虽然他们有国家政策,但他们可以迅速开发新设备。但是如果设备开发出来卖不出去,那就是亏了。长期亏损会导致企业倒闭。看来能做的要么是国家强行购买输血,要么是企业倒闭,技术流失。这不是危言耸听。其实美国工业的空心化就是这个原因造成的。不说别的,就在前几天,美国还邀请人反向研究B-2轰炸机,这已经证明了市场的缺乏对一个企业是多么致命。所以,中国现在要做的,不仅仅是用政策来协助企业进行新产品的研究,还要给这些国有企业一个机会,让他们在一些国产产品上使用国产芯片,从而帮助他们做出口碑。否则,如果因为缺乏保护而破坏了技术,那就太可惜了。
所以我支持买荷兰现金光刻机,但是不能全买。卖完之后继续学习模仿才是正道。不要让国外的先进产品冲击中国本土的成就。总的来说,中国芯片行业的未来是光明的,但这光明的未来不是荷兰光刻机带来的。相反,因为中国的芯片产业前景光明,荷兰愿意给我们光刻机。
我国从1965年起就已经有了光刻机,但之所以现在大幅度落后,可能是由于以下几个原因造成的:
在有了光刻机之后遭遇了国际间的冲突,导致我国的观客机发展受到阻碍。1965年,我国的第1台光刻机是从外国进口的,直到现在为止全国只有两个国家拥有光刻机的高科技手段。特别是荷兰的光刻机技术在全球是遥遥领先的,但由于荷兰受到美国的影响,并不愿意把光刻机的相关技术和设备出口给中国,导致中国的光刻机的技术研发和发展,大幅落后,经过了几十年的不断演变,也就造成了我国现在的光刻机的技术仍然没有达到成熟阶段。
很多光刻机的零件部位需要出口,本地没有生产。光刻机所要求的科技含量非常高,特别是一些零件部位需要完全依赖外国的出口,因为这些零件需要有专业的设计师和科技人员进行长时间的打磨和研发之后,才达到了光刻机零件的标准。从中国目前已有的相关技术来看,想要达到此项科技仍然需要一定的时间,因此从这一角度而言,也会出现大幅度的落后。
光刻机的印制必须清晰和准确,这一点我国的技术尚未达到。光刻机对镜头技术的要求很高,基本上达到了普通镜头的千万分之一,这就意味着芯片上的所有电路图除了依靠高科技手段之外,还需要有独特的光刻机研发技术,才可以使得芯片上的印制图案清晰准确。虽然我国也有部分的光刻机,但精确度没有外国出口的光刻机清晰度和准确度高,导致我国在后续的芯片研发和光刻机的发展中受到了很大的阻碍,在使用的过程中并没有体现出良好的性价比,种种因素就造成了我国的光刻机在全球都已经大幅的落后。