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|光刻机是国产芯片的“痛中痛”，中国何时可以摘取这颗明珠？


5 月 22 日 ， 据台湾工商时报消息 ， 台积电正在想办法协调高通、联发科、AMD、英伟达等厂商的订单 ， 先挪部分给华为 。
据报道 ， “这些订单按制程不同 ， 交货时间约 2.5 到 4 个月左右 ， 预期在 9 月 14 日前完成出货 ， 可望维持华为 1 季的产品销售 ， 因此华为到今年底都不会发生断货危机 。 ”
卡喉咙的 ， 不一定是鱼刺 ， 还可以是芯片 。 芯片技术以纳米计算 ， 比鱼刺小得多 ， 威力却高出几百倍 。
时隔一年 ， 美国再次打压华为 ， 也说明中国科技离全面赶超还有一定距离 。
以后 ， 芯片代工厂给华为生产芯片 ， 只要涉及美国技术和设备 ， 就必须经美国同意 。 也正因此 ， 美国一边拉拢台积电去建厂 ， 一边破坏台积电代工华为芯片的条件 。
但即便如此 ， 台积电的设备和技术 ， 但凡和美国沾上边 ， 就会受制于人 。 那么 ， 是不是不涉及美国技术和设备 ， 美国就管不着了？
事实上 ， 要想实现芯片技术的完全自主 ， 光刻机技术 ， 是中国目前亟需功攻克的“拦路虎”之一 。 2020 年 3 月 ， 羊城晚报报道 ， 中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业——中芯国际 ， 从荷兰 ASML 公司进口一台大型光刻机 ， 并顺利通过深圳出口加工区场站两道闸口进入厂区 。
顺利进口并进入厂区 ， 都可以成为新闻？光刻机是有多重要？
华为云、阿里云 MVP ， 金融科技和物联网专家马超告诉 DeepTech ， 制造工艺和光刻机 ， 是影响芯片制程的两大因素 。 通俗点讲 ， 如果把芯片制造比作活字印刷术 ， 制造工艺就好比油墨 ， 光刻机则相当于印刷机 。
光刻机原理：“萝卜雕花”
光刻机的工作原理 ， 可以理解为萝卜雕花 ， 只不过是在硅片上雕 。
具体工作时 ， 硅片表面会覆盖一层光刻胶 ， 用紫外光等光线、透过掩模照射在硅片表面 ， 光刻胶就会发生反应 ， 此时在没有光刻胶保护的硅片上进行雕刻 ， 最后洗去光刻胶 ， 就能实现半导体器件在硅片表面的构建 。
通俗点说 ， 光刻机就是给萝卜雕花的雕刻刀 ， 只是原理比较复杂 。 正因为复杂 ， 导致放眼全世界 ， 能生产光刻机的厂商都寥寥无几 。
目前 ， 掌握全球领先光刻技术的正是荷兰 ASML 。 当下 ， ASML 占据全球 80% 市场份额 ， 并且只有 ASML 可以生产 7nm 及以下精度的光刻机 。
如 ASML 官网所言 ， 它做的事情 ， 就是给芯片制造商 ， 提供在硅片上批量生产图案的能力 。
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图 | ASML 的标语（来源：ASML 官网）
ASML 之所以这么厉害 ， 一方面是因为美国的加持 ， 至于另一方面 ， 马超分析称 ， ASML 背靠德国精密机械技术的制程 。 因此其光刻机水平成为世界第一 ， 也就不足为奇 。 另外 ， ASML 也很舍得花大钱做投入 。 2019 年 ， ASML 的研发支出是 4.8 亿欧元 ， 其总销售额 21 亿欧元 ， 光研发就占营收比的 22.8% 。
ASML 的产品 ， 主要有两种：DUV 光刻机和 EUV 光刻机 。 其中 EUV 最为厉害 ， 其使用极紫外光技术 ， 可以做 7nm 和 5nm 芯片 ， 是当前最先进的光刻机；而 DUV 虽然可以做 7nm 芯片 ， 但是性能略逊一筹 。
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图 | ASML EUV 光刻机（来源：ASML 官网）
光刻机之难
“ASML 的光刻机和氢弹哪一个更难搞？”知乎网友的这个问题 ， 获得高达 597 个回答 。 那么 ， 光刻机到底有多难？
业界形容光刻机是“半导体工业皇冠上的明珠” 。 一台光刻机由上万个部件组成 ， 有人形容称“这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物 。 ”


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