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提到芯片制造，光刻機(jī)始終是繞不過(guò)去的一個(gè)關(guān)卡，因此光刻機(jī)巨頭阿斯麥ASML的每一個(gè)動(dòng)作也都一直受到外界極大地關(guān)注。在6月30日，荷蘭政府發(fā)布了《先進(jìn)半導(dǎo)體制造設(shè)備法規(guī)》，隨機(jī)ASML也發(fā)布了公告稱(chēng)，其目前最先進(jìn)的浸沒(méi)式DUV出口需得到荷蘭政府認(rèn)可。

TWINSCAN NXT：2000i

實(shí)際上，就如同大家所知道的，ASML的EUV光刻（極紫外光刻）系統(tǒng)已經(jīng)受限制。現(xiàn)在，部分最先進(jìn)的浸潤(rùn)式DUV系統(tǒng)（即TWINSCAN NXT：2000i及后續(xù)推出的浸潤(rùn)式光刻系統(tǒng)）也遭受了限制，這顯然是美國(guó)為了制裁中國(guó)半導(dǎo)體所采取的新手段。

盡管ASML也做了回應(yīng)，受到此次事件影響，限制了部分DUV光刻系統(tǒng)的出口，但并非限制中國(guó)購(gòu)買(mǎi)所有浸潤(rùn)式DUV光刻系統(tǒng)，中國(guó)依然可以從ASML進(jìn)口部分低端DUV光刻機(jī)，只是在技術(shù)上相對(duì)落后。

TWINSCAN NXT:1980Di

而到了本月早些時(shí)候，有媒體報(bào)道稱(chēng)，ASML正在試圖規(guī)避荷蘭新銷(xiāo)售許可禁令，計(jì)劃面向中國(guó)市場(chǎng)推出“特供版”的TWINSCAN NXT:1980 DUV光刻機(jī)。這是一款10年前推出的老型號(hào)DUV光刻機(jī)，并不在官方的限制范圍內(nèi)，不過(guò)其分辨率可以達(dá)到≤38nm，并且在理論上可以支持到7nm左右的工藝生產(chǎn)。針對(duì)這一傳言，7月6日，ASML回應(yīng)稱(chēng)，“一直以來(lái)ASML都遵守所適用的法律條例，我們并沒(méi)有面向中國(guó)市場(chǎng)推出特別版的光刻機(jī)”。

國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)走到哪一步了？

那ASML對(duì)中國(guó)的限制，緣何會(huì)引起這么大的關(guān)注呢？蓋因?yàn)樵陉P(guān)系到芯片制造的光刻機(jī)領(lǐng)域，ASML可以說(shuō)是一家獨(dú)大的地位了。數(shù)據(jù)顯示，ASML的設(shè)備占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)月92%的占比，限制了ASML，幾乎就等于限制了所有光刻機(jī)的進(jìn)口了。既然進(jìn)口A(yíng)SML光刻機(jī)受阻，那國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的進(jìn)度如何了呢？畢竟在幾年前國(guó)產(chǎn)芯片受到制裁的時(shí)候，自研光刻機(jī)就成為了時(shí)常被提及的話(huà)題。

當(dāng)然，成果也是有的，比如雙工臺(tái)系統(tǒng)、物鏡這兩項(xiàng)核心技術(shù)在過(guò)去兩年陸續(xù)被突破，算是不小的進(jìn)步。此外，前段時(shí)間的報(bào)道稱(chēng)，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)EUV光源工程樣機(jī)也在中科院的主導(dǎo)下正式落地。雖然距離進(jìn)入到量產(chǎn)還有很長(zhǎng)的路要走，但也算是為國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)奠定了不小的一步。

在光刻機(jī)中，光源系統(tǒng)算是非常核心的組成部分，那這套系統(tǒng)的落地，就意味著后續(xù)其他測(cè)試將可以順利開(kāi)展，并且一步一步地實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的量產(chǎn)。

而除了EUV光刻機(jī)之外，在其他工藝上也陸續(xù)取得了不少的成績(jī)。比如中國(guó)電科旗下的電科裝備，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)離子注入機(jī)28nm工藝制程全覆蓋；再比如南大廣電開(kāi)發(fā)出了多款A(yù)rF光刻膠，能夠覆蓋28-90nm工藝制程。

這一系列的技術(shù)成果是值得欣喜的，但回到產(chǎn)業(yè)這個(gè)層面，要把這些產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榱慨a(chǎn)的光刻機(jī)，并進(jìn)行新品生產(chǎn)，還有很長(zhǎng)的路要走。

芯片制造是一個(gè)系統(tǒng)工程

可以說(shuō)，無(wú)論是進(jìn)口A(yíng)SML，還是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)，短時(shí)間恐怕都是一個(gè)難題。但話(huà)說(shuō)回來(lái)，如果現(xiàn)在解決了光刻機(jī)的問(wèn)題，就能順利的生產(chǎn)芯片了么？恐怕也不是那么簡(jiǎn)單。

光刻機(jī)是芯片制造過(guò)程中比較重要的一環(huán)，但不僅僅是全部。整個(gè)過(guò)程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，包括了設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)。去打造一款芯片，首先自然是需要設(shè)計(jì)，這部分就會(huì)涉及到EDA軟件，全稱(chēng)是Electronic Design Automation ，翻譯過(guò)來(lái)就是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，它是設(shè)計(jì)大規(guī)模集成電路必備的工具，因此也被稱(chēng)為EDA工具。在芯片的設(shè)計(jì)初期，它是一個(gè)非常重要的工具，它的算法會(huì)直接決定最終芯片的優(yōu)劣。

目前EDA三大巨頭包括了Synopsys（新思科技）、Cadence（鏗騰電子）、Siemens EDA（西門(mén)子），這三家基本上壟斷了整個(gè)行業(yè)，并且非常明顯，都是外企，之前在對(duì)話(huà)芯片制裁的時(shí)候，同樣也包括了EDA制裁。因此，想要發(fā)展國(guó)產(chǎn)芯片，國(guó)產(chǎn)EDA是第一步。但比較遺憾的是，在這個(gè)領(lǐng)域，目前國(guó)產(chǎn)還沒(méi)有做芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)全產(chǎn)業(yè)鏈EDA的企業(yè)，另外就是國(guó)產(chǎn)EDA主要還是針對(duì)低端芯片。

那我們?cè)偌俣ǎ珽DA軟件不是問(wèn)題，光刻機(jī)不是問(wèn)題，那就可以生產(chǎn)高端的芯片了么？實(shí)際上還是不能，在芯片的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，還需要晶圓，以及前面提到的光刻機(jī)等材料，而像晶圓，又涉及到硅材料，自然而然就會(huì)又需要硅提純工藝。實(shí)際上，整個(gè)芯片的生產(chǎn)，是一整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈、系統(tǒng)化的過(guò)程。

這樣看或許不是那么直觀(guān)，我們以一顆芯片的生產(chǎn)流程來(lái)簡(jiǎn)單舉個(gè)例。首先，需要生產(chǎn)晶圓，這里我們需要先把沙子加熱，分離一氧化碳和硅，并且需要不斷反復(fù)這個(gè)過(guò)程直到蝴蝶高純度的硅材料。隨后將這些硅材料融化再凝固，得到用于制造晶圓的硅錠。這些硅錠進(jìn)一步切割為薄片，就是制作芯片用的晶圓了。當(dāng)然，僅僅是切割也是不夠的，切割完的裸片還需要打磨拋光，并且進(jìn)行氧化，以確保其表面形成一層保護(hù)膜。僅僅是生產(chǎn)最基本的晶圓，就包括硅提純、鑄錠、切割、氧化多個(gè)步驟。

而在取得了晶圓之后，就需要把設(shè)計(jì)好的電路板刻制到晶圓上了，這里就是光刻機(jī)發(fā)揮作用的時(shí)候了。當(dāng)然，光刻的步驟也不是那么簡(jiǎn)單的，你需要使用到光刻膠，并以一定的工藝將其涂敷在晶圓上，隨后通過(guò)光刻機(jī)，進(jìn)行曝光、顯影等步驟，完成光刻。

光刻，實(shí)際上就是把電路圖刻制到晶圓上的步驟，在其完成之后，還需要蝕刻工藝，來(lái)去除多余的氧化膜，這樣才能留下半導(dǎo)體電路圖，所以在光刻之后就會(huì)進(jìn)入到蝕刻工藝，這個(gè)工藝也涉及到不同的類(lèi)型，包括干法蝕刻和濕法蝕刻，相應(yīng)地，也會(huì)涉及到不同的材質(zhì)。

我們知道，如今的芯片，隨著工藝的提升，它的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，并且通常有很多層的電路，因此在制造的過(guò)程中，還需要進(jìn)行薄膜沉積的工藝，以便將這些不同電路薄膜堆積在一起，它也包含了化學(xué)氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積等不同工藝。而在完成沉積之后，就是需要將這些電路連接起來(lái)，這就是互連工藝了。

到這一步，這顆芯片就算是制作好了。接下來(lái)就是測(cè)試、切割、封裝的環(huán)節(jié)了。檢測(cè)環(huán)節(jié)包括了電氣參數(shù)監(jiān)控、晶圓老化測(cè)試等。最后檢驗(yàn)合格的芯片就需要切割封裝了，對(duì)的，到這一步為止，每一顆芯片都還在一整片的晶圓上呢，需要將它們切割下來(lái)，然后封裝，當(dāng)下封裝也包括了2D封裝、2.5D封裝和3D封裝等不同的工藝。可以看到，在整個(gè)芯片制造工藝的過(guò)程中，光刻僅僅就是其中那么小小的一步，除了光刻之外，還有大量的工藝環(huán)節(jié)需要互相配合，來(lái)完成這顆芯片。所以光刻機(jī)很重要，但如果說(shuō)僅僅是有了光刻機(jī)，顯然還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

實(shí)際上，我們橫向去看整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備，都是一個(gè)壟斷寡頭的狀態(tài)，出去開(kāi)篇提到的光刻機(jī)之外，生產(chǎn)鍍膜機(jī)的東京電子TEL占比89%；而濺射設(shè)備則以美國(guó)應(yīng)材最多，占比85%。而在干法刻蝕領(lǐng)域，則是由美國(guó)泛林（49%）、東京電子TEL（22%）和應(yīng)材AMAT（16%）三家瓜分了整個(gè)市場(chǎng)；在干式蝕刻設(shè)備領(lǐng)域，則是應(yīng)材AMAT（38%）、美國(guó)泛林Lam（33%）、ASMI（14%）三家拿下。我們不得不需要認(rèn)清的一個(gè)現(xiàn)實(shí)是，在芯片制造領(lǐng)域，或者說(shuō)半導(dǎo)體領(lǐng)域，中國(guó)要走的路確實(shí)還有相當(dāng)?shù)亩啵罹唷⒒蛘呋蚴羌夹g(shù)積累，可能還需要不止一代人的努力去改變這個(gè)現(xiàn)狀。

很難，但還是要自研

作為一個(gè)全球化的產(chǎn)業(yè)鏈，無(wú)底線(xiàn)的制裁，只會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)造成不必要的損失，開(kāi)放合作始終是最好的選擇。但是，如果我們不得不面對(duì)一個(gè)更加封閉的狀況，那自研始終還是最為重要的一個(gè)選擇。雖然說(shuō)，在芯片領(lǐng)域，無(wú)論是芯片本身，還是光刻機(jī)，可能與我們?cè)?jīng)想象的中國(guó)速度還是有差距，但始終還是在進(jìn)步的，各種成果也在慢慢呈現(xiàn)。

就好比新能源汽車(chē)，就在幾年前，對(duì)于國(guó)產(chǎn)汽車(chē)大力投入新能源賽道，相信不少人也是持懷疑的態(tài)度，但是短短幾年之后，中國(guó)在新能源領(lǐng)域的成績(jī)是有目共睹的。再回到芯片領(lǐng)域，相信答案也是一樣的，前路雖然坎坷，但是，只有自己走出來(lái)的路，才是最踏實(shí)的。