荷蘭光刻機為什麼厲害 中國市場如此之大,為何光刻機不賣給中國

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2018年以來,有關電子晶片的話題受到人們的重視,電子晶片一下子成了中國最大的缺陷了,其實許多言論有點過於誇張,許多事實被有意忽視或曲解。

中國對進口晶片依賴源於需求量太大,為世界上最大的晶片消費國,而不是造不了。

不賣中國晶片,對方一樣也難受,實際上,軍用級與高性能晶片的供應主要依賴於國產,壓根就沒法大量進口。

晶片

這不是一場無解的危機,我們完全有能力克服問題,中國國產晶片正在不斷地進步,絕非大家想像的那樣,沒有了進口貨,我們就什麼也幹不了。

談起光刻機相信大家首先想到的是荷蘭,確實如此,荷蘭光刻機在全球都是數一數二的,就連最頂尖的光刻機製造公司ASML也位於荷蘭,二荷蘭光刻機之所以這麼出名,很大程度是由於荷蘭在這方面下了很大的功夫,比如技術投入、研發團隊以及資金投入都是其他國家難以比擬的。

中國的光刻機發展水平

2016年,清華大學召開了「光刻機雙工件台系統樣機研發」項目驗收會,專家組對項目任務完成情況予以高度評價,並一致同意該項目通過驗收。

工件台系統是光刻機的重要子系統,工件台系統的運行速度、加速度、系統穩定性和系統的定位建立時間對光刻機的生產精度和效率起著至關重要的作用。

本次「光刻機雙工件台系統樣機研發」項目驗收,標誌中國在雙工件台系統上取得技術突破,但這僅僅是實現光刻機國產化萬里長征的一部分,距離打破ASML的技術壟斷還有很長的路要走。

日前,「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」國家科技重大專項實施管理辦公室組織專家,在中國科學院長春光學精密機械與物理研究所召開了「極紫外光刻關鍵技術研究」項目驗收會。

評審專家組充分肯定了項目取得的一系列成果,一致同意項目通過驗收,認為該項目的順利實施將我國極紫外光刻技術研發向前推進了重要一步。

極紫外光刻光學技術代表了當前應用光學發展最高水平,作為前瞻性EUV光刻關鍵技術研究,項目指標要求高,技術難度大、瓶頸多,創新性高,同時國外技術封鎖嚴重。

因此我們看到,中國也是取得了很大的進步的。

但是中國想要趕上,絕不是一朝一夕的事,需要各類基礎領域紮實的人才,這也是最難的。



2018年12月3日,媒體報導,12月1日荷蘭光刻機ASML公司元件供應商Prodrive工廠突發火災,此事旋即在全球引發高度關注,在中國社交媒體也為之震動。

為什麼荷蘭的一家工廠起火,會引發全球如此的高度關注?甚至比美國加州前不久燒了一周多時間、死了數十人的大火還要受到更多的關注?這得從當代科技的核心推動力之一--晶片說起。


火災現場

當前晶片設計能力、生產能力全球尚有數位巨頭企業都在爭奪第一的位置,但是在製造晶片的設備---光刻機生產領域,荷蘭光刻機ASML公司稱第二的話,全球沒有哪家企業敢稱第一,甚至沒有人敢聲稱並列第二。

在晶片製造行業,即使擁有非常高超的設計和生產能力的企業,他們想要製造出成品晶片都必須購買高精度的光刻機才能實現。

而目前在光刻機製造領域處在世界之巔的就是荷蘭光刻機ASML公司,該公司除了製造出全球最尖端的7納米精度光刻機,且據統計2017年ASML的市場營收份額占全球市場的87.4%。

高精密光刻機被稱為現代光學工業之花,目前全球最頂尖的三家公司為荷蘭ASML,日本Nikon、日本Canon。

是的,尼康和佳能不光生產單眼相機,還生產高端的光刻機。

但是目前能夠達到7納米精度的光刻機的只有荷蘭ASML能夠生產,日本企業做不到,甚至引領世界科技發展潮流的美國企業也做不到。


荷蘭光刻機為什麼厲害

光刻機,是晶片製造的核心設備之一。

在世界上,能生產光刻機的國家不多,目前,光刻機領域的龍頭老大是荷蘭ASML,美國、日本雖然也能生產光刻機,但都是荷蘭授權的技術,且相當一部分還是從荷蘭原裝進口的,比如日本的尼康,也能生產光刻機,但是同類型產品即使售價只有ASML光刻機的一半,也鮮有人問津,無濟於事。

ASML過去五年的股價,已漲了249%。

讓這家業界之外籍籍無名的專業設備廠,成為僅次於皇家殼牌石油以及聯合利華的荷蘭市值第三大公司。

荷蘭國家小,封建統治力量相對薄弱,資產階級革命最早取得成就,建立了為資產階級服務的政權和強大的海軍。

社會制度是主要原因。

光荷蘭ASML牛到什麼地步?他已經占據了高達80%的市場份額,壟斷了高端光刻機市場,而且世界主要晶片製造商英特爾,三星和台積電都是ASML的股東,它們用來加工14/16nm晶片的光刻機都是買自ASML,而格羅方德、聯電以及中芯國際等晶圓廠的光刻機主要也是來自ASML,ASML可謂獨步天下,獨孤求敗。

而在我國國內,晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口。

這就是ASML售價超過1億美金,世界最先進的光刻機:EUV NXE 3350B(EUV極紫外線光刻機),號稱半導體業的終極武器,台積電、英特爾都寄望,這台史上最昂貴的「工具機」,會在2017年開始試產的七奈米製程大發神威,成為主力機種。

相比之下,國內光刻機廠商則顯得非常寒酸,處於技術領先的上海微電子裝備有限公司已量產的光刻機中,性能最好的是能用來加工90nm晶片的光刻機,技術差距說是鴻溝都不為過。

正是因此,國內晶圓廠所需的高端光刻機完全依賴進口,但是由於西方瓦森納協議的限制,中國只能買到ASML的中低產品,這一點從2016年廈門當地企業進口的光刻機報價僅1億人民幣就可以看出來了。


荷蘭ASML公司的光刻機

按照荷蘭ASML官方的說法,2018年的訂單將會如期交付,但是2019年年初的訂單將會受到影響不能按期交付。

就是這樣引發了「陰謀論」的說法-----荷蘭ASML如果不能順利向中國企業交付7納米光刻機,將會延緩中國企業在晶片領域前進的步伐。

這場大火被視為阻擊中國晶片發展的一次行動。

實際上,不論該「陰謀論」是否屬實,一旦中國預定的光刻機不能如期交付,必然會影響我國晶片業發展的推進速度。

說到中國企業購買荷蘭ASML光刻機,還有一段得提及的故事。

在過去數十年,西方已開發國家一直是對中國進行高新技術和軍事武器裝備封鎖的,此前荷蘭ASML也是拒絕出售先進的光刻機給中國企業,為什麼後來會同意出售全球最先進的7納米的光刻機給中國企業?

這其中有一些非常有趣的現象值得探究,分析稱,荷蘭ASML之所以能夠出售可能同中國在該領域的進步有關。


2018年4月,傳來一個好消息,中國向荷蘭訂購了世界上最先進的一套極紫外光刻(EUV)設備,這是目前最昂貴和最先進的晶片生產工具,單價達到1.2億美元,目前已經交付給中國企業。

最新的光刻機

有人說:這是荷蘭公司無視對華封鎖禁令,竟然會向中國製造商出售全球最先進的光刻機,其實,這談不上什麼雙方關係如何好的問題,這只是一個正常的商業交易。

荷蘭ASML公司是世界頂尖光刻機的生產企業,可以說是全球唯一的生產商,其他國家也一樣向其訂購設備。

西方也不是沒想到過,通過對華輸出光刻機等設備來限制中國相關產業發展,可惜實際意義不大。

制約晶片技術發展的因素太多了,絕非僅需幾台先進設備就可以解決,涉及到的技術難點太多了,先進的生產設備不等於掌握了先進晶片技術。

22納米「超分辨光刻裝備」通過驗收

2018年5月,國內最強的光刻機企業上海微電子宣布成功研發90納米的高精度光刻機,半導體業內人士分析稱,攻克了90納米的技術之後,拿下65和45納米就是順理成章的事情。

從時間節點上看,上海微電子90納米光刻機下線之際,荷蘭ASML同意出售7納米光刻機給中芯國際。

分析稱:如果現在不出售,或許荷蘭ASML將再也沒有機會贏得1.2億美元有巨額利潤的訂單了。

無獨有偶,在12月1日前一天的11月30日,官方發布消息,中國科學院光電技術研究所研製的22納米「超分辨光刻裝備」通過驗收。

未來將可以結合雙重曝光技術,用於製造10納米級別的晶片。

僅從精度的數據上看,我們還是落後於荷蘭ASML產品不少,我們離世界之巔尚有距離。

晶片行業也的確同國際最高水準有差距,不過我們前進的速度讓一部分人開始焦慮。

請記住上海微電子和中國科學院光電技術研究所這兩家單位,他們代表了我們的未來。


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