那年初夏 中国永远造不出高端光刻机?莫要长他人志气灭自己威风

8月7日 , 华为消费者业务CEO余承东在中国信息化百人会2020年峰会上说了这样一段话——
“在半导体制造方面 , 华为没有参与重资产投入型的领域、重资金密集型的产业 , 我们只是做了芯片的设计 , 没搞芯片的制造 。 ”
没搞芯片制造?
联系到近期美国对中国一系列的打压行为 , 余承东的话就像一根刺 。
【那年初夏 中国永远造不出高端光刻机?莫要长他人志气灭自己威风】一众营销号也纷纷开始带节奏:
光刻机的那些门道“光刻机”在百度百科上的解释十分官方:
光刻机(MaskAligner)又名:掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等 , 是制造芯片的核心装备 。 它采用类似照片冲印的技术 , 把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上 。
但抛开这些绕口的定义 , 光刻机的实质就是一台“幻灯机” 。 幻灯机可以把我们想要的影子投影到幕布上 , 而光刻机可以用光线 , 把芯片雕刻成我们想要的样子 。
在光刻机发展之初 , 人们普遍运用的都是紫外光源(UV) , 当时 , “光刻”也并不是高科技 , 很多半导体公司通常都会自己设计、组装光刻设备 。
20世纪90年代 , 人们开始在光刻机上采用深紫外光源(DUV) , 激光波长也控制在了193nm 。 我们现在很多芯片都仍是用这种193nm波长的光刻机生产出来的 。
当然 , 人们并没有放弃对光刻机更极致的追求 。 1997年 , 美国英特尔公司以公司形式发起了极紫外光源(EUV)联盟 。 最后只有荷兰ASML公司成功了 , 他们用二氧化碳激光照射在锡等靶材上 , 激发出了13.5nm的光子 , 作为光刻机光源 。
从那以后 , 光刻机就正式迈入了EUV时代 。
一个难点 , 衍生出光刻机世界拉锯战我国半导体行业最早起源于70年代 , 且当时的整体水平并没有落后世界太多 。
1977年 , 我国最早的光刻机GK-3型半自动光刻机就诞生了 。 同一年 , 中国科学院半导体所开始研制JK-1型半自动接近式光刻机 , 并在1981年成功研制出两台样机 。 1985年 , 我们还研制出了中国第一台分步投影式光刻机 。
可以说 , 在整个六七十年代 , 中国大陆的半导体工业水平是仅次于美国 , 领先于日、韩的 。
可到了90年代 , 世界半导体行业格局发生了翻天覆地的变化 。
导致这一变化的根源 , 就是光刻机的核心难点:光线波长 。
想做出更精密的芯片 , 光刻机的用来制造芯片的每一道光线都要更“精益求精” 。 “用更短的波长” , 是每家光刻机公司的毕生追求 。
当时 , 美国、日本、韩国的几家公司你追我赶 , 在90年代前半期把光刻机波长做到了365nmi-line , 后来又做到了248nm 。 当这个数字被控制在193nm时 , 整个行业陷入了瓶颈 , 这个瓶颈期 , 至少长达20年 。
也就是在这个时间段 , 我国的光刻机技术 , 因为“造不如买”、“科研-教育-产业”脱节 , 被世界远远抛下 。
在这段“瓶颈期”里 , 科学家和产业界提出了各种超越193nm的方案 , 最后只有台积电(全称:台湾积体电路制造股份有限公司)和ASML合力 , 在光刻机的晶圆光刻胶上加了1mm厚的水 , 开创了一种浸入式光刻方法 , 把光刻机的波长做到了今天的7nm(华为的麒麟980就是用这种光刻机生产出来的) 。


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