光刻机,美名曰“半导体工业皇冠上的明珠”,是一种集合了数学、光学、化学、流体力学、高分子物理学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域的顶尖技术,简言之,利用顶级光源对芯片的图形进行工艺设计,使用“萝卜雕花”一词无非是对光刻机一次通俗易懂的解释了。记得之前有个知乎网友提出这样的一个问题:氢弹的制造难度大还是光刻机的大,至今让笔者印象深刻。据了解,最先进的光刻机的组成零件高达10万,参与光刻机研究的美国工程师曾经就称道光是一个零件就足以花费让他们上十年的时间去进行调整,可见,光刻机的制造,难于上青天。

话题:一台光刻机到底多重要?一直被荷兰“垄断”,技术难度堪比登天!

作为世界最顶端、公认难度最大的技术之一,只有极少数的国家能够掌握,由于我国工业基础相对薄弱,芯片研究领域起步较晚,赶超他国还需要很长的一端时间,但在全球高端光刻机的市场上,荷兰ASML公司的45纳米以下的高端光刻机就已经遥遥领先,占领了百分之八十的市场份额,而一台这样的高端光刻机,售价竟然达到了六个亿,同时,唯一能够生产7纳米精度光刻机也归属这家公司,因此,这家公司在此领域是独尊如大,任何一家公司都无法突破它的垄断。

长达10余载,一直稳居第一,荷兰ASML公司的地位难以撼动。为什么这样一个高精尖的技术会在荷兰诞生,而且被垄断多年?其中,第一个原因是,高收入意味着高付出,据2019年有关消息披露,荷兰ASML出售的销售额达到21多亿欧元,但投入的研发经费也是十分昂贵的,大约为4.8亿,而且,由于工艺复杂,需要大量的研发人员,因此这笔支出也十分不菲。

总体加起来, 制造成本也是一笔巨大的支出。第二个原因是,ASML公司对人才的重视。研发人员占ASML公司的百分之四十,可见,该公司一直致力于人才的开发,正是践行了“人才是第一资源,爱人才,就是爱企业”的理念;第三个原因是,长期技术的积累。由于ASML公司的镜片采用的是蔡司打底,对镜片材质的要求也相当苛刻,务必做到每片均匀的地步,但该公司不断进取,经过数百年的技术积累,终于走向了成熟;最后,一个重要的原因就是得当的经营策略。为了专心研究核心技术,一些次要的技术活交由其他的公司承揽。

ASML公司的成功,还来自于西方国家的联合,毕竟向上述提及的,一个高端光刻机必须要由10万多零件构成,包括机械件或者传感器,可是,一个零件的研发又不是一蹴而就的,所以这就成为了每个国家合作的前提,这些零件大多来源于有德国的机械工艺、美国的光源设备还有日本的光学技术等多个合作伙伴,因此,西方国家为光刻机的制造完成贡献了一份强大的力量。

说到底,光刻机就是用来制造芯片的,没有光刻机,中国的咽喉只会被紧紧卡住。近两年年,美国对中国多家高新技术企业实行封锁,从中兴到对华为实行清单管制和半导体禁令再到中科曙光,芯片成为国人无法隐喻的痛楚,这一次次血淋淋的教训,无非是对我们的多次警醒。但是,幸运的是,华为亮出了自主研发多年的成果——中国芯。长期以来,中国在芯片领域一直过度依赖进口,据海关总署信息披露,2017年的芯片进口总额就已经超过了2500亿美元,超过了原油铁矿石的总和,可想可知,被人掐住脖子也不无道理。多年的受制,随着中国芯的产生,黎明的曙光越来越接近。虽然有了自主研发的芯片,但芯片的完工最终还是需要光刻机的助力。因为芯片要最终完成,必然要经历以下两个过程。

首先,芯片要完成IC设计;然后才能委托具有光刻机的晶圆代工厂实行制造封装,因为这些晶圆大工厂的光刻机就是ASML公司来提供的,据了解 ,主要有台积电、英特尔、三星以及华虹宏力这几家企业;最后,芯片才算成功出土。但ASML公司这些芯片厂商客户似乎并不愿意为中国服务,可惜中国并不会放弃任何渺茫的机会,今年的三月份便传来了喜讯,在我们艰苦卓绝的努力之下,我们成功引进了一台荷兰的14纳米 DUV光刻机,并在深圳厂区成功进驻。虽然与我们之前定制的7纳米紫外光刻机不同,但该常规的机械设备也暂时能够解决一时之需,一定程度上缓解目前芯片制造的危机。

中国不言弃、不放弃的执著精神在各个方面都能够表现得淋漓尽致。尽管在光科技树领域,我们的起步时间晚,技术基础不成熟,但不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海,在探索的过程中我们都要一步一个脚印去实现,方才能够走向胜利的彼岸。经过一段时间的资源积累和技术的研发,中芯国际取得了良好的成绩,我国将于下半年投入14纳米的量产,这是迄今为止我国首条生产线,意义非凡,在未来时期,对于助力我国新兴行业的发展具有重要的推动作用。时代在发展,而中国恳切进步的身影一直都在,我们始终相信,有朝一日,“中国芯”将会成为最强芯,“中国光刻机”也能够走向全球,走向全世界,为行业做贡献,为世界人民所享用,为人们所熟知,为人们所称赞!