日前，光刻機市場有兩個新的動向，一個是哈爾濱工業(yè)大學(xué)公布了一項“高速超精密激光干涉儀”研發(fā)成果，并獲得了首屆“金燧獎”中國光電儀器品牌榜金獎，被一些人宣稱解決了7nm以下的光刻機難題。

　　一個是國內(nèi)某公司開發(fā)了SAQP技術(shù)，可以做到不需要EUV光刻機的前提下,，實現(xiàn)了7納米工藝，在此基礎(chǔ)上,，還可以實現(xiàn)5納米工藝,，并且在經(jīng)濟上還沒有達到極限。

　　事實上,，這些動向消息,，又引發(fā)了大量網(wǎng)友與業(yè)內(nèi)人士盲目自嗨,。從過去一年來看，從光子芯片到量子芯片,、超分辨率光刻機等等,，各種繞過光刻機路線的方案曾經(jīng)多次引發(fā)了業(yè)內(nèi)的沸騰。

　　但事實上,，這些路徑的研究,，還停留在實驗室的設(shè)想層面，而圍繞光刻機的制造與工藝層面的眾多難題的解決,，不僅需要工藝精度的突破,，也需要基礎(chǔ)理論與創(chuàng)新層面的進一步突圍。

　　而就在前段時間,，《中國科學(xué)院院刊》刊載了駱軍委,、李樹深的文章《加強半導(dǎo)體基礎(chǔ)能力建設(shè)，點亮半導(dǎo)體自立自強發(fā)展的“燈塔”》,，文章指出：

　　由于西方制裁,，包含下一代半導(dǎo)體工藝GAA制程有關(guān)的PDK的EDA工具對中國全面封鎖，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入“黑暗森林”,。引發(fā)了業(yè)內(nèi)熱議,。

　　中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進入"黑暗森林"的原因核心在于,，半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)含量極高,，上游包括EDA軟件/IP模塊、半導(dǎo)體設(shè)備與材料,，中游是芯片設(shè)計,、制造、封裝和測試,；下游是各類電子產(chǎn)品,，涉及大量材料、化學(xué)試劑,、特種氣體,、設(shè)備與配件等。

　　正如中國科學(xué)院院士王陽元指出：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游的任何一種材料,、一種設(shè)備甚至一個配件都可能成為制約競爭者的手段,。

　　雖然國內(nèi)投入了巨大的資金來發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，但是在人才儲備和研發(fā)實力上仍然存在差距,。其次是,，涉及到供應(yīng)鏈、知識產(chǎn)權(quán)等方面的復(fù)雜問題,。在這個產(chǎn)業(yè)鏈中,，中國目前還主要扮演著低端加工和組裝的角色,，核心技術(shù)和高端制造仍然受制于西方發(fā)達國家。

　　因此,，從現(xiàn)實角度來看,，黑暗森林是真的，而那些突破,、沸騰則更多停留在實驗室層面,，距離真正的突破還非常遙遠。

　　中國陷入黑暗森林,，重速度不重質(zhì)量落下的遺留問題

　　從過去40多年中國絕大多數(shù)行業(yè)的發(fā)展看,，為了追求速度和規(guī)模，往往通過購買引進技術(shù),，也因此犧牲了基礎(chǔ)研發(fā)與創(chuàng)新,，在頭部企業(yè)完成規(guī)模取得行業(yè)地位之后，大多數(shù)企業(yè)卻并沒有自主創(chuàng)新的動力,，大而不強成了不少企業(yè)的通病,。

　　芯片行業(yè)的困境，也源于過去這種只追求發(fā)展速度而不求發(fā)展質(zhì)量而落下的遺留問題,，導(dǎo)致積重難返,，在基礎(chǔ)研發(fā)與底層基礎(chǔ)設(shè)施層面受制于人。

　　我國光刻機的研發(fā)早在上世紀50年代就開始了,，雖然比歐美國家晚了點,，但也算起了個大早，但是到了80年代,，一種“造不如買,，買不如租”的觀念風(fēng)靡全國，認為從國外買回來的設(shè)備馬上就可以使用,，比自己研發(fā)要快得多,。這種理念的影響，用于光刻機研發(fā)的資金越來越少,，最后導(dǎo)致幾乎停滯,。

　　直到今天，光刻機技術(shù)的研發(fā)在停滯幾十年之后,，這種困境不是一時半刻能夠解決,。

　　一個簡單的道理是，沒有半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究很難在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上彎道超車,，我們可以聚焦下一代技術(shù)的研發(fā),，類似于電動車對燃油車的革命，但目前的各種路徑嘗試也還處于試錯與探索階段,，距離真正的成功還有很遠的距離,，現(xiàn)在還不是自嗨與盲目膨脹的時候,。

　　因為別人已經(jīng)走得很遠，當被卡脖子的時候,，才意識到問題,，其實時間上已經(jīng)晚了很多了，短時間要追趕,，哪有那么容易,。

　　當然，中國速度在過去一直是國人引以為傲的一個優(yōu)勢,，這使得一天一個突破也容易讓國人沸騰,，但現(xiàn)實卻并不樂觀。

　　光刻機領(lǐng)域我們一直在追求繞過傳統(tǒng)光刻機技術(shù),，從下一代技術(shù)出發(fā)去布局,，通過量子芯片、光子芯片,、芯片堆疊等路徑去實現(xiàn)彎道超車,，是國內(nèi)的一個思路，但更多還處于探索階段,，距離超越還有很長的距離,。

　　國產(chǎn)光刻機趕超國外，缺了什么,？

　　而在傳統(tǒng)的光刻機的研發(fā)層面,，目前難題恰恰在于制造的精度上，光刻機的三個核心部分：光源,，物鏡系統(tǒng),，工作臺，都需要頂級的鏡頭和光源以及極致的機械精度與復(fù)合材料,。

　　先進光刻機制造的第一個難點就是機器的光源問題，目前也只有美國的Cymer掌握著成熟制造技術(shù),，其他發(fā)達國家都是向其采購預(yù)定,。

　　其次是反射鏡。能夠達到光刻機要求的多層膜反射鏡,，目前只有德國老牌鏡頭制造廠家蔡司能夠拿出來,，這一產(chǎn)品也安裝在了ASML家最新研制的光刻機上，以實現(xiàn)EUV波段的高反效率,。

　　而復(fù)合材料是來自日本,。目前芯片生產(chǎn)所用的光刻膠，高純化學(xué)品多數(shù)是日本的專利產(chǎn)品,，這些原料,，都要求極高的精度和純度,，在精細加工方面，這是日本的傳統(tǒng)強項,，一直是世界領(lǐng)先,。

　　此外，限制我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一個關(guān)鍵問題是工業(yè)軟件,，國內(nèi)集成電路企業(yè)使用的基本為國外EDA軟件,。如何解決EDA軟件的國產(chǎn)化問題，也是一大難題,。

　　總的來說,，芯片制造的光刻膠、光刻機的原理業(yè)內(nèi)都知道,，但關(guān)鍵是工藝的難度與精度非常高,，上下游的技術(shù)與原材料短板還很多，盲目樂觀誤導(dǎo)了對產(chǎn)業(yè)的正確認知,。

　　荷蘭ASML生產(chǎn)的EUV光刻機,，其精度可以達到5nm的級別，它所需的零件超過10萬個,，而且90%以上的零配件都需要從多個國家進口,，以EUV所用的鏡頭為例，全部由世界頂級鏡片制造商蔡司提供,，他們生產(chǎn)的各種鏡頭,、反光鏡和其他光學(xué)部件，沒有任何一家公司能模仿的來,。

　　這種制造精度難以達成的背后,，也是人才的缺失。

　　華為CEO任正非說的：“不論設(shè)備軟件和技術(shù),，花時間就能解決,，中國真正缺的是人才！” 光刻機涉及的專業(yè)領(lǐng)域很多,，是光學(xué),、流體力學(xué)、數(shù)學(xué),、高分子物理與化學(xué),、表面物理與化學(xué)、精密儀器,、機械加工等幾十種領(lǐng)域的頂尖科技產(chǎn)物,，這些學(xué)科的基礎(chǔ)就是數(shù)學(xué)，物理和化學(xué)。

　　新技術(shù)的突破,，從設(shè)想與實驗室環(huán)節(jié)到量產(chǎn),，需要時間，也存在變數(shù)

　　哈爾濱使用“高速超精密激光干涉儀”可以實現(xiàn)光刻機在光刻過程中對晶圓,、物鏡系統(tǒng),、工作臺位置的超精準定位。如果沒有配套的激光干涉儀,，國產(chǎn)光刻機等設(shè)備的調(diào)試,、生產(chǎn)工作就無法進行。

　　該設(shè)備的核心技術(shù)突破,，為國內(nèi)發(fā)展先進芯片的制造技術(shù)增加了一定的技術(shù)儲備,，為實現(xiàn)高端光刻機設(shè)備國產(chǎn)化創(chuàng)造了一定的條件，但是生產(chǎn)光刻機所需要的工藝問題依然是當前無法短時間內(nèi)攻克的難點,，這是我們需要認清的事實,。

　　此外從近期出現(xiàn)的SAQP技術(shù)來看，其實就是四重曝光技術(shù),。有人說,，如果國內(nèi)的DUV光刻機可以配合SAQP技術(shù)，再搭配上先進半導(dǎo)體材料,，打造一條7nm芯片生產(chǎn)線,，難度應(yīng)該不會太大。

　　但事實上,，這事英特爾之前已經(jīng)干了,，英特爾在10nm遇到了瓶頸，于是把10nm的密度預(yù)期提升到了2.7X了,，并且直接上SAQP,，還一口氣上了SOAG、SDB,、Co互聯(lián),，然后Intel就因為SAQP翻車了。

　　因為采用SAQP技術(shù)造成良率較低,，這可能是遲遲無法規(guī)模量產(chǎn)的主要原因,。在那之后，英特爾一直未對外公布10nm量產(chǎn)進度,。

　　我們從iPhone的迭代中，可以看到先進芯片制程的發(fā)展歷程,，iPhone 5S ,，28納米。

　　iPhone 6 ，20納米,；iPhone 7 是16納米,；iPhone X 是10納米；iPhone 11,，7納米,；iPhone 12，5納米,；iPhone 13,，5納米；

　　從目前已知的確切的信息可以知道,，國產(chǎn)光刻機是是90nm制程,，當前仍處研發(fā)階段，另一大差距是光刻膠我們處于起步階段,。

　　綜上從iPhone5s到iPhone13,，芯片工藝制程從28nm發(fā)展到5nm，中間歷經(jīng)了9年時間,，國內(nèi)如果從90nm發(fā)展到5nm,，保守預(yù)計要10年以上，按照中國速度把時間壓縮一半,，也需要5年時間,。

　　從SAQP技術(shù)到其他彎道超車的路徑，并非不存在,，但設(shè)想,、專利以及實驗室的研究距離量產(chǎn)與應(yīng)用還有非常遙遠的距離，中間還存在許多變數(shù),，也需要時間,。

　　務(wù)實的心態(tài)去看待難題，才能對產(chǎn)業(yè)有真正的敬畏

　　黑暗森林"這個概念最初是科幻小說《三體》中提出的,，用來描述外星文明之間的戰(zhàn)爭策略,，但是這個概念也被用來形容某些領(lǐng)域的競爭狀態(tài)。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中,，"黑暗森林"指的是競爭激烈,、信息不對稱、謹慎保密的競爭環(huán)境,。

　　總的來說,，以光刻機為代表的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被困在“黑暗森林”是真，突破7nm,、5nm是假,。單單是半導(dǎo)體行業(yè)制造用的硅，目前中國幾乎所有中高端硅晶圓都靠進口。

　　這是我們需要認清的現(xiàn)實,，少點沸騰與自嗨,，扎實研發(fā)，不妨從基礎(chǔ)的KrF乃至I線光刻機入手,，真正投入研發(fā)吃透,，建立起技術(shù)和系統(tǒng)的迭代基礎(chǔ)，而這一過程,，正是新型舉國體制大有作為的舞臺,。

　　要將短板環(huán)節(jié)解決掉，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)目前仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)和壓力,，一方面需要在技術(shù)研發(fā),、人才培養(yǎng)、政策引導(dǎo)等方面持續(xù)投入與迭代,，在半導(dǎo)體制造設(shè)備的材料與工藝,、制造技術(shù)層面不斷突破，補齊短板,，直到真正拿出量產(chǎn)的先進光刻機產(chǎn)品,，我們再沸騰也不晚。

　　一方面要圍繞下一代晶體管的材料,、器件與工藝等方面進行持續(xù)的探索與專利布局,，卡住下一代技術(shù)，才有往淘汰上一代技術(shù),，形成反制手段,。

　　自嗨式膨脹，無力解決現(xiàn)實的難題,。國產(chǎn)光刻機的重大突破,，其實需要對產(chǎn)業(yè)有敬畏，而非誤判形勢,。

　　彎道超車,，繞過光刻機的路徑，需要不斷嘗試,，不僅僅是國內(nèi),，在中國超分辨率光刻機之外，美國的電子束光刻機,，日本的納米壓印設(shè)備,，都在對傳統(tǒng)的光刻機技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。但實驗室的研究階段,、專利布局與量產(chǎn)是兩個不同概念,。

　　我們需要有務(wù)實的心態(tài)去認識到真正的難題,，才能對產(chǎn)業(yè)有真正的敬畏,，才能有真正的反思與努力的方向,，才有望在5~10年內(nèi)從根源上解決光刻機的難題。任重道遠,，我們依然保持期待,。

　　其實從特朗普開始折騰黑名單這事，大家就都認定,，光刻機,、芯片這些事再難也得靠自己，思路很明確,、資源給的也多,，可是五六年過去了，結(jié)果一言難盡,。

　　2022年,，情勢更為惡化，美國的芯片法案正式實施了,，光刻機禁令,、芯片禁令、“芯片四方聯(lián)盟”（Chip4）,，對美國來講,，好處就太多了，產(chǎn)業(yè)鏈排華,，制造業(yè)回流美國,，限制中國高科技發(fā)展，拿到芯片的主導(dǎo)權(quán),。

　　一開始,，很多企業(yè)是抱著博弈的態(tài)度來看這事的，畢竟中國是最大的市場,，荷蘭的ASML甚至來中國參加了進博會,，顯然是想繼續(xù)做中國的生意，但幾年時間,，美國大棒加蘋果的措施基本也讓這些公司死了心,。

　　今年，荷蘭還是加入了美國的陣營,，日本追隨美國的態(tài)度也越來越堅定,，霸權(quán)雖然不得人心，但是真的好用,。

　　也就是說,，五年過去了,，“卡脖子”的被動局面沒啥大變化。

　　中國半導(dǎo)體協(xié)會發(fā)聲,，美國此舉傷害中國的同時,，也會傷害世界。

但是喊話和自嗨對國產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展和國產(chǎn)光刻機的研制有什么實質(zhì)性推動嗎,？

告別自嗨,，務(wù)實為真。

　　中科院在最新的院刊中提出了建議：

　　1,、建立跨部門協(xié)調(diào)機制,，并建議以半導(dǎo)體產(chǎn)值的10%為標準，匹配半導(dǎo)體的研究經(jīng)費,；

　　2,、恢復(fù)半導(dǎo)體物理專業(yè)，彌補歷史欠賬,；

　　3,、建立半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究網(wǎng)絡(luò)，帶動基礎(chǔ)研究向半導(dǎo)體領(lǐng)域回流,；

　　4,、全國建立10個左右大型區(qū)域聯(lián)合創(chuàng)新平臺，聯(lián)合公關(guān)共性技術(shù),；

　　5,、大力扭轉(zhuǎn)實用主義主導(dǎo)科研的弊端。

       工作量不少,，但是只有立足腳下,，腳踏實地一點點的去彌補這些欠缺的技術(shù)才有可能走出，中國人民自己的半導(dǎo)體光刻機之路,。

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