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         從人民日?qǐng)?bào)批評(píng)《國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)自嗨文》談起

光刻機(jī)是什么？簡(jiǎn)而言之，就是幫你把CPU從PPT上搬到電腦里的東西，也是這個(gè)地球上最值錢的“印鈔機(jī)”之一。

2018年末的一系列新聞，《國(guó)產(chǎn)22nm光刻機(jī)通過(guò)驗(yàn)收環(huán)節(jié)，商業(yè)化量產(chǎn)取得重大突破》等缺乏嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)查、理解的諸多文章在網(wǎng)絡(luò)上瘋傳。雖然人民日?qǐng)?bào)和部分電子科技類門戶在第一時(shí)間出文批駁了這些嚴(yán)重混淆視聽、影響普通讀者理解的文章，但因造謠成本太低、網(wǎng)絡(luò)流傳泛濫等因素，導(dǎo)致這些“假新聞”至今仍在流毒之中。

細(xì)讀文章之后，大家會(huì)了解這次“突破”仍是在光刻機(jī)的“光源”領(lǐng)域的一次國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展，而非光刻機(jī)整體落

ASML的7nm極紫外光源模組的成本是3000萬(wàn)美元，而此番國(guó)產(chǎn)22nm所需紫外光源仍是汞燈，成本僅數(shù)萬(wàn)元

由此新聞背景調(diào)查可知，這次的突破性進(jìn)展依然是限于光刻機(jī)部分機(jī)能模塊的研發(fā)成績(jī)，而并非國(guó)產(chǎn)22nm光刻機(jī)已得到驗(yàn)收。既然真正國(guó)產(chǎn)的22nm光刻機(jī)仍處在研發(fā)階段（去年的這一關(guān)于22nm突破性新聞僅指光刻機(jī)研發(fā)的某一領(lǐng)域獲得的近戰(zhàn)，而非光刻機(jī)落地。），那么真正的國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)現(xiàn)在走到哪一步了呢？

吃瓜群眾：“至少也要28nm，或者40nm了吧？”

抱歉，最終答案或許并不能讓所有讀者滿意：中國(guó)目前性能最好、已成熟商業(yè)化運(yùn)用、具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量產(chǎn)化光刻機(jī)產(chǎn)品，仍然停留在90nm水準(zhǔn)，也就是上海微電子的SSA600/20型90nm光刻機(jī)：

中國(guó)目前最頂級(jí)的、完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量產(chǎn)化光刻機(jī)：上微電（SMEE）的SSA600/20型90nm光刻機(jī)

國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)70年代末、80年代初就已落地，甚至能制造16萬(wàn)像素的CMOS成像元件

業(yè)界較為公認(rèn)的第一臺(tái)具備中國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代光刻

——GK-3立項(xiàng)于70年代初期，并于1977年研制成功。通過(guò)當(dāng)時(shí)的報(bào)道和技術(shù)文獻(xiàn)獲知，GK-3光刻機(jī)和當(dāng)時(shí)發(fā)達(dá)國(guó)家的主流光刻機(jī)產(chǎn)品工藝差距在20年左右。

中國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首臺(tái)光刻機(jī)：GK-3光刻機(jī)（1978年）

而1978~1981年的中科院109廠、878廠、1445所、上海鐘表元件廠、上海無(wú)線電十四廠等單位也分別根據(jù)各自的生產(chǎn)、研發(fā)需求，成功試制了不少光刻機(jī)產(chǎn)品。它們提供了以80年代初期最新潮的電子計(jì)算器、電子表乃至數(shù)碼相機(jī)（對(duì)你沒看錯(cuò)）等或流行、或概念級(jí)的產(chǎn)品，此時(shí)的光刻機(jī)水準(zhǔn)，離日本佳能、尼康的主流產(chǎn)品差距，也就只有4年左右。

1981年國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)制造的CMOS成像元件即可達(dá)到16萬(wàn)像素級(jí)成像效果

但是，隨著改革開放的深入，機(jī)電部45所在1985年成功研發(fā)的分步光刻機(jī)通過(guò)了當(dāng)時(shí)電子部的技術(shù)鑒定，認(rèn)為達(dá)到了4800DSW的水平（4800DSW為美國(guó)于1978年研發(fā)成功的產(chǎn)品），當(dāng)時(shí)中國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家的光刻機(jī)技術(shù)差距已經(jīng)縮短為7年。

圖為5G8080 CPU，是1979年仿制8080系列處理器的試制產(chǎn)品

按照圈內(nèi)前輩的話說(shuō)，中國(guó)的光刻機(jī)發(fā)展之路起步之高、供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)自己自足性之強(qiáng)，在80年代前中期達(dá)到了巔峰。和西方主流產(chǎn)品相比，行業(yè)差距不大（5年左右），且各行業(yè)自主研發(fā)意愿極為強(qiáng)烈。

圖為70年代末80年代初種類繁多的試制產(chǎn)品，基本上都是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)自給自足完成的

在當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景下，科研人員在研發(fā)初期就將供應(yīng)鏈（本土化）渠道、成品率、可靠性、穩(wěn)定性等多方面因素包含在整體項(xiàng)目方案之中，而非像當(dāng)前一般過(guò)度依賴進(jìn)口原料、進(jìn)口設(shè)備。因此設(shè)備一旦通過(guò)驗(yàn)收，量產(chǎn)化之后應(yīng)用于各行業(yè)的見效之快、收益之豐，其健康度完全不亞于現(xiàn)如今的IC配套行業(yè)。

國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)21世紀(jì)再啟攀登之旅，直面進(jìn)步與差距

時(shí)間來(lái)到了上世紀(jì)80年代末，由于諸多“眾所周知”的原因，科研領(lǐng)域的發(fā)展方向“換擋提速”，導(dǎo)致中國(guó)芯片行業(yè)丟失了20年，都是淚！！

直到進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著大批芯片行業(yè)頂尖人才陸續(xù)回國(guó)發(fā)展，才有了我們當(dāng)下這一輪芯片二次革命的機(jī)會(huì)。而前文提過(guò)的中電科45所，在2002年將分步投影光刻機(jī)團(tuán)隊(duì)整個(gè)入駐上海微電子（SMEE），承擔(dān)國(guó)家“十五”光刻機(jī)攻關(guān)項(xiàng)目。就是這秉承了中國(guó)電科領(lǐng)域三代人、超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的積淀與開拓，才有了現(xiàn)在完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的90nm、110nm、280nm光刻機(jī)產(chǎn)品。

集合了中國(guó)電子科技行業(yè)3代人智慧積累的純國(guó)產(chǎn)化光刻機(jī)產(chǎn)品

不要覺得它們工藝相對(duì)陳舊，要知道，這個(gè)世界上并不是所有的電子設(shè)備都需要陪你吃雞、推塔、做副本，涉及到國(guó)計(jì)民生的重大項(xiàng)目和系統(tǒng)型工程，依靠純自主產(chǎn)品才能最大化保證國(guó)計(jì)民生的穩(wěn)固與安全。

在光刻機(jī)國(guó)產(chǎn)化的道路上，我們依然需要理性面對(duì)超過(guò)10年的技術(shù)差距。但這并不是什么值得羞愧的問題。要知道，即便貴為行業(yè)寡頭的ASML，也是集合全世界幾乎所有頂級(jí)發(fā)達(dá)國(guó)家之財(cái)力、人力、物力，才能制造出每一臺(tái)當(dāng)今世界上最好的光刻機(jī)。如果沒有Intel、三星、AMD、臺(tái)積電等國(guó)際一流企業(yè)數(shù)以百億美元計(jì)的投資和無(wú)數(shù)次的試錯(cuò)、失敗，ASML也不會(huì)成為今天光刻機(jī)領(lǐng)域唯一的霸主。

ASML（荷蘭阿斯麥）光刻機(jī)

因此，每一個(gè)關(guān)注中國(guó)科技發(fā)展尤其是電子領(lǐng)域進(jìn)步的普通讀者，我們要做到的是什么？

1.    了解現(xiàn)狀、知己知彼，理性認(rèn)識(shí)實(shí)力和差距；

2.    摒棄自嗨式無(wú)良媒體的報(bào)道，客觀認(rèn)識(shí)IC業(yè)真相；

3.    不做無(wú)意義的妄自菲薄，不可污蔑、詆毀科研人員每一步辛勤汗水換來(lái)的知識(shí)結(jié)晶；

4.    不做盲人摸象之舉，切勿以點(diǎn)俱全、掐頭去尾放大新聞關(guān)鍵字。

中國(guó)芯片代工行業(yè)主流設(shè)備現(xiàn)狀（無(wú)奈：ASML一統(tǒng)江湖）

一口吃成胖子不現(xiàn)實(shí)，回到80年代末那種“造不如買”的賣國(guó)主義思想更不可取。中芯國(guó)際目前初步掌握的14nm制程技術(shù)，依靠的依然是ASML提供的14nm光刻機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而其他各家本土芯片廠也都在翹首以盼ASML的各精度光刻機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)（或研發(fā)）。

紫光旗下長(zhǎng)江存儲(chǔ)（YMTC）用于制造3D NAND的光刻機(jī)是ASML（193nm沉浸式）產(chǎn)品

中國(guó)第二大芯片代工企業(yè)華虹，年底投入量產(chǎn)的設(shè)備也是ASML的193nm沉浸式光刻機(jī)

如果沒猜錯(cuò)的話，中芯即將上馬的14nm產(chǎn)能仍然也是靠這臺(tái)ASML NXT1980Di完成的：

ASML高性能級(jí)NXT 1980Di光刻機(jī)，單價(jià)$72000000美元

而國(guó)內(nèi)確實(shí)有用于7nm/5nm生產(chǎn)的高性能光刻機(jī)，且在去年已經(jīng)投入使用。這就是2018年12月19日運(yùn)抵江蘇無(wú)錫的ASML NTX2000i DUV（雙工件深紫外光刻機(jī)）。不過(guò)這臺(tái)設(shè)備屬于韓國(guó)廠商，它被SKHynix（韓國(guó)現(xiàn)代旗下）無(wú)錫工廠用于生產(chǎn)高性能DRAM芯片。

ASML NTX2000i DUV，具備7nm/5nm生產(chǎn)能力，單價(jià)約$90000000美元以上

值得注意的是，2019年9月5日，據(jù)韓國(guó)《中央日?qǐng)?bào)》報(bào)道，在日本政府限制向韓國(guó)出口氟化氫、光刻膠、含氟聚酰亞胺等尖端半導(dǎo)體材料后，SK海力士設(shè)在中國(guó)無(wú)錫的半導(dǎo)體工廠已經(jīng)完全使用中國(guó)生產(chǎn)的氟化氫取代了日本產(chǎn)品，可見無(wú)錫廠在中韓科技合作領(lǐng)域起到的遠(yuǎn)不止“代工廠”這一項(xiàng)作用，值得稱贊！

NXT2000i DUV是極紫外光刻機(jī)前的重要過(guò)渡產(chǎn)品，也是后期7nm/5nm產(chǎn)能的重要補(bǔ)充

而前幾日的爆炸性新聞《7nm成殤！ASML宣布中止向中芯國(guó)際供應(yīng)EUV光刻機(jī)，哪怕錢都付了》中，中芯在2018年中向ASML購(gòu)買的設(shè)備應(yīng)該是比海力士這臺(tái)機(jī)器更為高級(jí)的NXE3400B EUV。

每臺(tái)售價(jià)近8億人民幣也要買（是的，比一架F22猛禽還要貴！），但目前能否順利交付中芯仍存疑

看完上面這些，不知道讀者們心中有何感想。所謂的中國(guó)自產(chǎn)自研，在現(xiàn)階段依然停留在芯片研發(fā)的“圖紙層面”。筆者絕不是說(shuō)芯片研發(fā)水平和經(jīng)驗(yàn)不重要，反觀世界上絕大多數(shù)一流的芯片比如蘋果的A系列、華為的麒麟系列處理器，AMD、Intel的處理器以及AMD、nVIDIA顯示卡，都是優(yōu)秀的芯片研發(fā)水平配合ASML的光刻機(jī)形成實(shí)物產(chǎn)品的。

然而，就像大前天這則新聞一樣，一旦ASML斷供光刻機(jī)、西方勢(shì)力限制中國(guó)芯片代工產(chǎn)能，這對(duì)中國(guó)整個(gè)科技領(lǐng)域、電子產(chǎn)品領(lǐng)域意味著什么？這把屠刀已經(jīng)舉起來(lái)了，并且砍過(guò)一次ZTE，誰(shuí)也不知道下一次會(huì)何時(shí)舉刀、以及砍向誰(shuí)。

因此，在我們歡欣鼓舞慶祝每一次芯片領(lǐng)域的重大突破之時(shí)，希望廣大讀者們深知ASML已經(jīng)壟斷全球芯片代工廠（市占率超過(guò)83.7%）的這一現(xiàn)狀。如果中國(guó)沒有自己的光刻機(jī)，談CPU、內(nèi)存國(guó)產(chǎn)化、談芯片國(guó)產(chǎn)化真的無(wú)異于掩耳盜鈴、水中撈月。

光刻機(jī)完全國(guó)產(chǎn)化之路仍需長(zhǎng)征精神

綜上所述，指望短期內(nèi)中國(guó)完全自主、自研的主流級(jí)（28nm以下）、性能級(jí)（16nm以下）光刻機(jī)的制造是不現(xiàn)實(shí)的。更為可笑的是，筆者半個(gè)月前的一篇文章：《直接把第一代AMD EPYC霄龍，貼上中國(guó)制造的標(biāo)簽？不太合適吧》，不僅遭到了很多不明真相的讀者惡意辱罵和吐槽，甚至還遭到了某大型科技企業(yè)公關(guān)部門的刪稿警告，真是滑稽！

呵呵，特別說(shuō)明的是，這顆CPU不僅不是靠中國(guó)設(shè)備生產(chǎn)的，它的代工方美國(guó)GF（格羅方德）也已經(jīng)涼了。

拋開這些無(wú)益的爭(zhēng)論，目前業(yè)內(nèi)主流觀點(diǎn)認(rèn)為，中國(guó)在3年內(nèi)掌握7nm的高性能級(jí)芯片的制造工藝及芯片研發(fā)流程，而制造出對(duì)應(yīng)工藝的光刻機(jī)，至少還有15年以上的路要走，這是一次新長(zhǎng)征，但它背后有國(guó)家大基金和各項(xiàng)政策的保障，有各行各業(yè)的剛需支撐，有十?dāng)?shù)億中國(guó)人民的支持，它必將是一次漫長(zhǎng)、艱辛、充滿曲折與荊棘的征程... ...

然而，它必將勝利！

附：全球目前具備光刻機(jī)生產(chǎn)能力的企業(yè)（及代表產(chǎn)品）：

1.    荷蘭ASML阿斯麥（NXE3400B EUV）

2.    日本Nikon（Ar-F immersion 630）

3.    日本Canon（FPA-5520iV HR Option）

4.    中國(guó)上海微電子裝備(集團(tuán))股份有限公司（SSA600/20）