3年內中國能不能搞出EUV光刻機？

很多人關心EUV光刻機，但28nmDUV光刻機能否如期交付，還懸著呢！如果28nm光刻機走不出實驗室，將對EUⅤ光刻機的研制造成致命打擊。

去年報道:2021年底，上海微電子將交付28nmDUV光刻機，萬事俱備，只欠量產。過了半年多，仍不見結果。為什么優先研發DUⅤ？為什么會令網友望眼欲穿？

DUV光刻機的研發是優先選項

優先研發DUⅤ，主要是因為DUⅤ光刻機更有現實意義，這是一場輸不起的戰爭。

1.市場需求

28nmDUⅤ光刻機，可以滿足7nm以上的芯片工藝。而7nm以上工藝的芯片，占到芯片總需求的90%以上。目前，5nm芯片主要是5G手機采用。

服務器、無人駕駛、大數據、wⅰfⅰ、汽車家電、電腦等，用14nm 甚至 22nm 工藝的功耗和成本要更合算。

所以，PC巨頭英特爾(ⅰntel)已經止步于10nm，依然可以活得很好。臺積電7nm及以上工藝，在2020年占營收的80%以上。中芯14nm工藝，只貢獻了<4%的營收。

華為需要的5nm以上芯片更多，包括手機基帶芯片等。

所以，28nmDUⅤ光刻機對于芯片制造極其重要。

2.行業現狀

光刻機已成為我國半導體產業的最大瓶頸。

中芯國際的7nm以上工藝已經成熟，但受限于光刻機，產能提升困難，超負荷運轉。

DUV價格不菲，晶瑞從韓國弄了臺二手貨，花了人民幣7000多萬元，新機約要花6億元人民幣。ASML向中國市場已經供應700臺以上的DUⅤ光刻機，我國付出了巨額成本，但700臺DUV顯然只是杯水車薪。

由于用到美國技術，還要被卡脖子。2019年，中芯曾為華為代工麒麟710A14nmFⅰnFET芯片。但2020年9月15日后，不得不宣布放棄，成為我國半導體產業的恥辱。因為DUⅤ光刻機和光刻材料也用了美國的技術。

3.產業目標

國務院《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》的報告，明確提出，到2020年要實現芯片自給率40%，而到2025年，要實現芯片自給率70%。

2020年進口芯片總金額，超過3500億美元，占到全球半導體銷售額的79.7%。2020年我國芯片自給率顯然不高，IC Insights統計約為5.9％。數據存疑，但自給率低是事實。

實現既定目標的壓力很大。而28nmDUⅤ光刻機的如期交付，對于芯片自給率2025年70%的目標具有關鍵作用。

光刻機的制造比研發更困難

我國光刻機不是第一次研發成功了。2018年10月，中科院研發的22nm光刻機通過驗收。此后，一直沒有下文。

2020年6月，上海微電子(SMEE)的28nm光刻機同樣研發成功。并被曝出2021年第四季度，將交付28nm光刻機。實際上，能不能如期交付，現在仍然是未知數。

中科院22nm光刻機不能生產，上微28nm光刻機需要等待，原因是一致的。

研發成功不等于能量產，也不等于可以商用。中科院22nm光刻機，采用表面等離子光刻技術，不適合芯片制造，所以一直躺在實驗室里，無法生產。比如馬自達的轉子發動機的缺陷至今難以解決，如今的世界還是往復式發動機的天下。

光刻機的研制，需要經歷論證一一研發一一小量試產一一大量生產一一商用等階段。研發成功，只是萬里長征走完了第一步。

研發是否實用，生產是否成功，都需要組織者有豐富的行業經驗和強大的領導力。

光刻機搞了這么久，還沒見到真神，網友已經有了焦慮情緒。網友呼吁華為副帥徐直軍，出任上海微電子掌門人，也不無道理。但到SMEE挖人，將影響光刻機的研發，對華為沒有好處。

上海微電子28nm的DUV光刻機

承擔光刻機研發重任的單位是:上海微電子與中國電科在突破DUV光刻機，長春光機所是EUV光刻機。目前來看，上海微電子的28nmDUⅤ光刻機率先成功的可能性最大。

1.光刻機研制經驗積淀深厚

成立于2002年，6年前就已承擔了國家科技重大專項研究(十一五的重點項目01項，十三五的重點項目02，專攻光刻機研制)。截止 2020 年 5 月，持有的專利和專利申請數量超過 3632 件。2018年3月，90nm光刻機項目通過正式驗收，已經占領了國內市場。2020年6月，28nm光刻機研發成功。

從上面可以看出，28nm光刻機屬于高端光刻機，其采用的浸入式光刻技術，ArF光源均是國際主流技術，SMEE均已掌握。適用于7~28nm的芯片制造，應用范圍極其廣泛。

該光刻機如量產成功，以我們的制造業實力，再建10個中芯國際也不是做不到。

2.半導體產業鏈已經成熟

28nm的光刻機遠不止28nm這么簡單。對于中國的半導體產業是重大利好。研發成功，就已經證明了我國已經具備了28nm光刻機匹配的半導體產業鏈。

前道光刻機的十幾個子系統，幾十項關核心技術，包括鏡頭組、光學模組、傳送帶等基本技術，都已經研發成功，為EUⅤ光刻機的最終成功奠定了堅實的基礎。

如果28nmDUⅤ失敗，則證明光刻機研發的基本技術不可靠，如軟件、控制系統、物鏡、傳輸系統等。那么，EUⅤ的研制必將延宕，甚至遙遙無期。EUV13.5nm的光源難有用武之地。

3.EUⅤ關鍵技術的突破有待驗證

EUV 光刻機技術要求太高，可以說逼近物理學、材料學和精密制造的極限。網傳華為造EUⅤ光刻機，并不靠譜，能幫上忙就不錯了。EUV光刻機的研制，不可能有一夜成功的神話。

EUⅤ光刻機的上游企業，已經實現了從原材料到關鍵部件的一系列重大技術突破：

特別是雙工作臺、物鏡、光源是三大核心子系統的研發成功，具有重大意義。

我國企業賽微電子，為ASML提供透鏡系統MEMS部件；華特氣體也是ASML的供應商。均是EUⅤ開發的有利條件。

極紫外光刻機的研發難度很大。但關鍵技術上的突破，增強了我們的信心。

對EUⅤ的研制難度，要有充分的思想準備。

有人說，我國光刻機與ASMl有20年的差距。這種說法并不準確。學生時代，面對同一道數學題，高手10分鐘搞定，有的人十年也憋不出來。我們的90nm光刻機已經商用3年了，與EUⅤ的差距是兩代。追趕兩代的差距，可能需要20年，也可能不用3年，就看研發進度了。好比芯片制程，從28nm到7nm，臺積電用了10年，梁孟松在中芯國際3年就完成了。

經過四次曝光，28nm光刻機可以制造7nm芯片。梁孟松主導研發的n+1工藝已經做到了。28nm光刻機仍是主流設備，可以滿足90%的終端設備芯片的制造。

(上圖為汽車芯片，28nm工藝)

ASML成立于1984年，2004年制造出首臺浸潤式光刻機，2015年量產EUV光刻機。

當前，我們有理由確信一年之內，28nm的DUⅤ光刻機將交付商用。這是中國之幸！是中國高端光刻機研發的開端。

EUV光刻機的成功不是時間問題，而是技術問題。假如光刻機領域的梁孟松加盟，假如上海微電子的領導能力不遜于徐直軍，成功就在明年。

讓我們一起祝福中國芯，祝福國產光刻機。

中國芯，加油！