光刻机巨头早已认识到,中国造不成光刻机,就会造一个光刻工厂!

荷兰阿斯麦(ASML)现任首席执行官富凯曾在比利时安特卫普出席一场技术活动时公开表态,持续收紧对华光刻机出口管制这件事,非但拦不住中国的技术进步,反而会把中国推向自主研发替代设备的快车道。

他当时打了个很直接的比方——把一个人扔进沙漠,告诉他从此再也找不到食物,你猜他多久能开垦出一片属于自己的菜园。这话从一个手握全球高端光刻机垄断权的企业掌门人嘴里冒出来,分量确实不轻。

要读懂富凯这番话背后的分量,得先搞清楚光刻机在整个半导体版图里到底占什么位置,也得回过头看看这条产业链是怎么一步步走到现在的样子。

光刻机被业内称作“半导体工业皇冠上的明珠”。用一个通俗的比方,光刻这件事和早年的胶片成像很像:光刻对应胶片曝光,需要极为复杂精密的光路设计,才能保证晶圆上刻出的线宽足够细;

而刻蚀则对应冲洗胶片,通过物理化学作用把电路图案真正落到晶圆之上。整条工艺的精度,很大程度上就取决于光刻这一环。

光刻技术本身也经历过几次大的跃迁。最早的一代叫接触式光刻机,掩模和晶圆直接贴在一起,问题是接触过程中掩模容易损伤和污染。

工程师们把两者稍微拉开一点距离,就有了接近式光刻机。真正带来行业分水岭的,是基于透镜组的步进式光刻机的出现——光刻技术从此进入缩放投影时代。1978年,美国GCA公司正式推出首款步进式光刻机,业内一般把它算作现代光刻机的开端。

进入八十年代,尼康、佳能这两家日本厂商凭借在光学和精密制造上的深厚底子,一路逆袭老牌美系厂商,坐上了光刻机的头把交椅。而此时,如今大家熟悉的那个阿斯麦,还根本不成气候。

1984年,阿斯麦作为荷兰飞利浦与ASM International的合资公司诞生,最早的办公地是飞利浦大厦前一间紧挨着垃圾桶的简陋木棚房,外人根本看不出这家小公司未来能变成什么样。

阿斯麦刚起步时,首款机型PAS 2000无论技术上还是商业上都算失败。真正让这家公司站住脚的,是模块化设计思路,加上和蔡司光学等外部供应商的深度绑定。

PAS 2400、PAS 2500一步步改进,1988年阿斯麦从飞利浦体系里独立出来公开上市,1991年推出的PAS 5500迎来了商业上的真正突破——模块化带来的现场快速维修能力、更低的停机时间,让它一点点从尼康手里啃下市场。

阿斯麦真正意义上的弯道超车,来自浸润式光刻技术。做法是在镜头和晶圆之间加一层液体介质,用它把数值孔径和分辨率一举提上去。这条路线上,阿斯麦抢在了日本对手前面,2002年前后一跃成为全球最大的光刻机供应商,尼康、佳能自此一蹶不振。

再往后,被称作“人类制造的最复杂机器之一”的EUV极紫外光刻机登场。一台机器内部十几万个零部件,仅反射镜就有多面,工艺链上的每一个环节都近乎工程极限,也构成了先进制程芯片制造无法绕开的关键设备。

阿斯麦的护城河到底在哪里,说白了就是这套事——把几十万个精密得离谱的零部件集成到一台机器里,还要在高速运动状态下保持原子级别的控制精度。这活全世界就它能干,干了将近四十年,攒下的专利和经验旁人短时间根本追不上。

2012年7月,英特尔以41亿美元入股阿斯麦15%股权,三星、台积电也通过共同投资计划成为股东,把大客户和核心供应商牢牢绑成利益共同体。

也正是因为这套体系过于扎实,西方主流智库一直觉得中国追不上。按照他们的算法,一台EUV光刻机涉及全球几十个国家的供应链,阿斯麦自己花了二十多年才把这条路蹚通,中国要想在这条老路上追,难度大得吓人。

过去这几年,美国拉着荷兰、日本,把对华半导体封锁的网越收越紧。荷兰政府早在2023年3月就宣布了对芯片设备出口的新限制,相关许可要求于当年9月正式生效,EUV对华销售被彻底堵死。

到了今年,美国国会又抛出所谓MATCH法案,要求盟友在规定期限内对齐对华出口管制标准,否则就要面对制裁。据外媒报道,华盛顿正试图借这个法案,逼海牙让阿斯麦几乎停掉对中国的全部出货,甚至连老一代DUV光刻机的维护合同都要一并被卡。

封锁层层加码,反过来看阿斯麦自己的日子也开始不好过。中国市场在阿斯麦系统销售中的占比,从今年一季度的19%一路掉到二季度的14%,公司自己给出的全年预期已经压到20%左右,明年还会继续下探。

富凯甚至曾公开说,卖到中国的DUV设备,用的其实是2015年首发的技术,“已经比最新一代落后了八代”。话是这么说,美国那边并不买账。

问题真正棘手的地方在于,中国这边可能压根就没打算陪阿斯麦在同一条赛道上死磕。

传统光刻机走的是一条什么路子?是把一个极其复杂、极其精密的光源系统硬塞进一间厂房里,拼命把它做小、做精、做到极致稳定,阿斯麦就是这条路上的王者。

可如果换个思路——光源我不往小了做,反过来往大了做,做得巨大无比、亮得能晃瞎眼,然后用光束线站把光引出来干光刻的活儿呢?

这条思路对应的,就是最近几年在国内半导体圈里讨论热度越来越高的同步辐射光源路线。2025年,位于北京怀柔科学城的高能同步辐射光源(HEPS)建成,作为亚洲首台第四代高能同步辐射光源,计划在2026年正式向全球用户开放。

这套装置电子能量6GeV,储存环周长1.36公里,能够部署80多条光束线站,发出的光比太阳还要亮得多,覆盖从红外到硬X射线的连续波谱。

它跟造芯片有多大关系?关系不小。同步辐射光源产生的极紫外光和X射线,理论上可以直接拿去干芯片光刻的活。北京同步辐射装置很早就有一个X射线光刻站,专门做纳米级光刻和深度光刻实验,上海光源的软X射线干涉光刻线站,已经能做出几十纳米量级的周期性结构。

一台EUV卖三亿多美元还不一定卖,一座同步辐射光源投资几十亿人民币建起来,同时能服务几十条光束线站,光刻能干、材料分析能干、生物医药也能干,边际成本摊下来,这笔账并不难算。

这个思路最狠的地方在于,它把游戏规则给换了。阿斯麦二十多年的家底建立在“把万物塞进一台机器”的集成能力上,而同步辐射光刻恰恰是把光源和光刻两个环节拆开——光源交给大科学装置,光刻交给光束线站。

合肥光源是国内首个专用同步辐射装置,已经建成11条光束线站;上海光源是世界顶级的中能第三代装置;HEPS则代表了第四代高能同步辐射光源。中国在这条产业链上的布局是成体系的,一环扣一环。

当然,同步辐射光刻目前仍处于实验室验证阶段,离大规模量产还有不短的距离,单次曝光面积、良率、成本,都是横在中间的硬骨头。

但方向一旦对了,路再远也终能走到头。传统光刻机赛道上,阿斯麦领先了二三十年,要追就得把它走过的每一步再走一遍;而在同步辐射光刻这条新赛道上,全球的起跑线本就相差不大。

与此同时,光刻产业链的国产替代也在一层层往前推。

2025年过半时,国产28纳米制程光刻机已经进入量产验证阶段,14纳米制程设备进入研发阶段;涂胶显影、刻蚀、薄膜沉积等环节的国产设备正在快速上量。摩尔定律推进逐渐乏力,业内也在借助堆叠等工艺路线继续挤压先进制程的空间。

有意思的是,兰德公司一份广受讨论的报告里,专家们判断中国在2030年之前搞出EUV光刻机的概率只有10%,但同一次调查里,众包平台上的普通参与者给出的预测数字接近45%。

老百姓比拿高薪的分析师更乐观,原因也不难理解——从盾构机到高铁,从液晶面板到新能源汽车,中国制造业每一个曾经被“卡脖子”的领域,几乎都走出过类似的剧本。

富凯那句“这是关乎生存的问题”,其实还有另外一半没说透。感到生存危机的,从来不只是被封锁的这一方。封锁越狠,对面自主创新的紧迫感就越强,投入的钱越多,人才聚集的速度越快,突破的概率反倒一天天在上升。

正如老子所言:“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土;千里之行,始于足下。”光刻机巨头早已隐隐意识到,如果中国造不成一台跟阿斯麦一模一样的光刻机,那多半会去造一座属于自己的光刻工厂。

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更新时间:2026-08-29

标签:科技   光刻   中国   巨头   工厂   三星   光源   荷兰   精密   尼康   光束   射线   飞利浦

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