國產頂級光刻機滯留90nm工藝，中芯、長江、華虹手裡全是荷蘭ASML

編輯：半導體圈

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國產頂級光刻機滯留90nm工藝，中芯、長江、華虹手裡全是荷蘭ASML
光刻機是什麼？簡而言之，就是幫你把CPU從PPT上搬到電腦里的東西，也是這個地球上最值錢的「印鈔機」之一。

2018年末的一系列新聞，《國產22nm光刻機通過驗收環節，商業化量產取得重大突破》等缺乏嚴謹調查、理解的諸多文章在網絡上瘋傳。

雖然人民日報和部分電子科技類門戶在第一時間出文批駁了這些嚴重混淆視聽、影響普通讀者理解的文章，但因造謠成本太低、網絡流傳泛濫等因素，導致這些「假新聞」至今仍在流毒之中。

細讀文章之後，大家會了解這次「突破」仍是在光刻機的「光源」領域的一次國產化進展，而非光刻機整體落

ASML的7nm極紫外光源模組的成本是3000萬美元，而此番國產22nm所需紫外光源仍是汞燈，成本僅數萬元

由此新聞背景調查可知，這次的突破性進展依然是限於光刻機部分機能模塊的研發成績，而並非國產22nm光刻機已得到驗收。

既然真正國產的22nm光刻機仍處在研發階段（去年的這一關於22nm突破性新聞僅指光刻機研發的某一領域獲得的近戰，而非光刻機落地。

），那麼真正的國產光刻機現在走到哪一步了呢？

吃瓜群眾：「至少也要28nm，或者40nm了吧？」

抱歉，最終答案或許並不能讓所有讀者滿意：中國目前性能最好、已成熟商業化運用、具備完全自主智慧財產權的量產化光刻機產品，仍然停留在90nm水準，也就是上海微電子的SSA600/20型90nm光刻機：

中國目前最頂級的、完全自主智慧財產權的量產化光刻機：上微電（SMEE）的SSA600/20型90nm光刻機

國產光刻機70年代末、80年代初就已落地，甚至能製造16萬像素的CMOS成像元件
業界較為公認的第一台具備中國完全自主智慧財產權的現代光刻機——GK-3立項於70年代初期，並於1977年研製成功。

通過當時的報導和技術文獻獲知，GK-3光刻機和當時已開發國家的主流光刻機產品工藝差距在20年左右。

中國完全自主智慧財產權的首台光刻機：GK-3光刻機（1978年）

而1978~1981年的中科院109廠、878廠、1445所、上海鐘錶元件廠、上海無線電十四廠等單位也分別根據各自的生產、研發需求，成功試製了不少光刻機產品。

它們提供了以80年代初期最新潮的電子計算器、電子表乃至數位相機（對你沒看錯）等或流行、或概念級的產品，此時的光刻機水準，離日本佳能、尼康的主流產品差距，也就只有4年左右。

1981年國產光刻機製造的CMOS成像元件即可達到16萬像素級成像效果

但是，隨著改革開放的深入，機電部45所在1985年成功研發的分步光刻機通過了當時電子部的技術鑑定，認為達到了4800DSW的水平（4800DSW為美國於1978年研發成功的產品），當時中國和已開發國家的光刻機技術差距已經縮短為7年。

圖為5G8080 CPU，是1979年仿製8080系列處理器的試製產品

按照圈內前輩的話說，中國的光刻機發展之路起步之高、供應鏈全環節自己自足性之強，在80年代前中期達到了巔峰。

和西方主流產品相比，行業差距不大（5年左右），且各行業自主研發意願極為強烈。

圖為70年代末80年代初種類繁多的試製產品，基本上都是國產光刻機自給自足完成的

在當時的時代背景下，科研人員在研發初期就將供應鏈（本土化）渠道、成品率、可靠性、穩定性等多方面因素包含在整體項目方案之中，而非像當前一般過度依賴進口原料、進口設備。

因此設備一旦通過驗收，量產化之後應用於各行業的見效之快、收益之豐，其健康度完全不亞於現如今的IC配套行業。

國產光刻機21世紀再啟攀登之旅，直面進步與差距
時間來到了上世紀80年代末，由於諸多「眾所周知」的原因，科研領域的發展方向「換擋提速」，導致中國晶片行業丟失了20年，都是淚！！

直到進入21世紀之後，隨著大批晶片行業頂尖人才陸續回國發展，才有了我們當下這一輪晶片二次革命的機會。

而前文提過的中電科45所，在2002年將分步投影光刻機團隊整個入駐上海微電子（SMEE），承擔國家「十五」光刻機攻關項目。

就是這秉承了中國電科領域三代人、超過半個世紀的積澱與開拓，才有了現在完全自主智慧財產權的90nm、110nm、280nm光刻機產品。

集合了中國電子科技行業3代人智慧積累的純國產化光刻機產品

不要覺得它們工藝相對陳舊，要知道，這個世界上並不是所有的電子設備都需要陪你吃雞、推塔、做副本，涉及到國計民生的重大項目和系統型工程，依靠純自主產品才能最大化保證國計民生的穩固與安全。

在光刻機國產化的道路上，我們依然需要理性面對超過10年的技術差距。

但這並不是什麼值得羞愧的問題。

要知道，即便貴為行業寡頭的ASML，也是集合全世界幾乎所有頂級已開發國家之財力、人力、物力，才能製造出每一台當今世界上最好的光刻機。

如果沒有Intel、三星、AMD、台積電等國際一流企業數以百億美元計的投資和無數次的試錯、失敗，ASML也不會成為今天光刻機領域唯一的霸主。

ASML（荷蘭阿斯麥）光刻機

因此，每一個關注中國科技發展尤其是電子領域進步的普通讀者，我們要做到的是什麼？
了解現狀、知己知彼，理性認識實力和差距；
摒棄自嗨式無良媒體的報導，客觀認識IC業真相；
不做無意義的妄自菲薄，不可污衊、詆毀科研人員每一步辛勤汗水換來的知識結晶；
不做盲人摸象之舉，切勿以點俱全、掐頭去尾放大新聞關鍵字。


中國晶片代工行業主流設備現狀（無奈：ASML一統江湖）

一口吃成胖子不現實，回到80年代末那種「造不如買」的賣國主義思想更不可取。

中芯國際目前初步掌握的14nm製程技術，依靠的依然是ASML提供的14nm光刻機來實現，而其他各家本土晶片廠也都在翹首以盼ASML的各精度光刻機來實現投產（或研發）。

紫光旗下長江存儲（YMTC）用於製造3D NAND的光刻機是ASML（193nm沉浸式）產品

中國第二大晶片代工企業華虹，年底投入量產的設備也是ASML的193nm沉浸式光刻機

如果沒猜錯的話，中芯即將上馬的14nm產能仍然也是靠這台ASML NXT1980Di完成的：

ASML高性能級NXT 1980Di光刻機，單價$72000000美元

而國內確實有用於7nm/5nm生產的高性能光刻機，且在去年已經投入使用。

這就是2018年12月19日運抵江蘇無錫的ASML NTX2000i DUV（雙工件深紫外光刻機）。

不過這台設備屬於韓國廠商，它被SKHynix（韓國現代旗下）無錫工廠用於生產高性能DRAM晶片。

ASML NTX2000i DUV，具備7nm/5nm生產能力，單價約$90000000美元以上
值得注意的是，2019年9月5日，據韓國《中央日報》報導，在日本政府限制向韓國出口氟化氫、光刻膠、含氟聚醯亞胺等尖端半導體材料後，SK海力士設在中國無錫的半導體工廠已經完全使用中國生產的氟化氫取代了日本產品，可見無錫廠在中韓科技合作領域起到的遠不止「代工廠」這一項作用，值得稱讚！

NXT2000i DUV是極紫外光刻機前的重要過渡產品，也是後期7nm/5nm產能的重要補充

而前幾日的爆炸性新聞《7nm成殤！ASML宣布中止向中芯國際供應EUV光刻機，哪怕錢都付了》中，中芯在2018年中向ASML購買的設備應該是比海力士這台機器更為高級的NXE3400B EUV。

每台售價近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。

所謂的中國自產自研，在現階段依然停留在晶片研發的「圖紙層面」。

筆者絕不是說晶片研發水平和經驗不重要，反觀世界上絕大多數一流的晶片比如蘋果的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，都是優秀的晶片研發水平配合ASML的光刻機形成實物產品的。

然而，就像大前天這則新聞一樣，一旦ASML斷供光刻機、西方勢力限制中國晶片代工產能，這對中國整個科技領域、電子產品領域意味著什麼？這把屠刀已經舉起來了，並且砍過一次ZTE，誰也不知道下一次會何時舉刀、以及砍向誰。

因此，在我們歡欣鼓舞慶祝每一次晶片領域的重大突破之時，希望廣大讀者們深知ASML已經壟斷全球晶片代工廠（市占率超過83.7%）的這一現狀。

如果中國沒有自己的光刻機，談CPU、內存國產化、談晶片國產化真的無異於掩耳盜鈴、水中撈月。


光刻機完全國產化之路仍需長征精神

綜上所述，指望短期內中國完全自主、自研的主流級（28nm以下）、性能級（16nm以下）光刻機的製造是不現實的。

更為可笑的是，筆者半個月前的一篇文章：《直接把第一代AMD EPYC霄龍，貼上中國製造的標籤？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公關部門的刪稿警告，真是滑稽！

呵呵，特別說明的是，這顆CPU不僅不是靠中國設備生產的，它的代工方美國GF（格羅方德）也已經涼了。

拋開這些無益的爭論，目前業內主流觀點認為，中國在3年內掌握7nm的高性能級晶片的製造工藝及晶片研發流程，而製造出對應工藝的光刻機，至少還有15年以上的路要走，這是一次新長征，但它背後有國家大基金和各項政策的保障，有各行各業的剛需支撐，有十數億中國人民的支持，它必將是一次漫長、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生產能力的企業（及代表產品）：
荷蘭ASML阿斯麥（NXE3400B EUV）
日本Nikon（Ar-F immersion 630）
日本Canon（FPA-5520iV HR Option）
中國上海微電子裝備(集團)股份有限公司（SSA600/20）

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