光刻機和芯片一直是我國科技方面的痛處,在中美科技戰中也是一個極大的破綻,荷蘭的阿斯麥光刻機幾乎處于壟斷的地位。
歐美方面對于華為的封鎖也是眾所周知的,但是有一個人一直在背后默默支持著華為。
有趣的是,光刻機的大肆發展是因為一個“潮汕華人”,打破封鎖的是一個合肥人。
一、
比起芯片,還可以知道手機里面驍龍芯片,麒麟芯片,但是光刻機對于大多數人可以說是沒有怎么聽說過的。
光刻機其實也是半導體領域的,它還是該領域的核心設備,光刻機又名掩模對準曝光機,其工作原理類似高精度照相技術,復雜的定義暫且不說,主要用途就是
芯片制造。
我們知道芯片的“薄厚”很重要,光刻機就是芯片制造中技術難度最高、成本最大的設備,直接影響芯片的性能和集成度。
例如,荷蘭ASML的極紫外光刻機可實現7納米以下制程,用于高端處理器和存儲芯片的制造。
除此之外還有封裝與后道加工的功能,我國企業在后道光刻機領域已實現自主化,如長電科技用于iPhone芯片封裝。
光刻機是半導體產業鏈的“皇冠明珠”,全球僅荷蘭ASML、日本尼康等少數企業具備高端光刻機制造能力。
這足以見得阿斯麥的地位,并且阿斯麥光刻機制造還不需要我國零件的介入,其EUV光刻機采用13.5納米極紫外光源,依賴的是美國光源技術、德國鏡頭(蔡司)和日本激光器等。
造成的局面就是光刻機幾乎被歐美方面壟斷,所以美國對我國的技術封鎖導致高端光刻機禁運其實是很嚴重的。
我國當前主要攻克也只是中低端光刻機,比如上海微電子的28納米光刻機,但是仍需突破光源、物鏡等核心技術。
二、
說光刻機的發展離不開一個“華人”,是因為這人的發現對于芯片來講真的很重要。
軟銀遠景基金合伙人說:“大概從2006年開始至今,世界上所有的高端芯片,包括咱們人手一部的手機里的核心芯片,人工智能芯片,5G芯片,比特幣挖礦芯片,無一不是浸潤式光刻科技制造的。說沒有浸潤式光刻科技就沒有IT的今天,毫不夸張。”
世界上第一個提出這個科技的就是林本堅。
林本堅祖籍廣東潮汕,但是出生在越南西貢,父親是當地英文高中的校長,高三那年,他獨立一人來臺就讀新竹中學。
從臺大畢業后,林本堅又前往美國俄亥俄州立大學攻讀博士學位。
2002年,全球芯片產業進入發展瓶頸期,摩爾定律也因此止步不前,具體的專業方面的知識很復雜,這里不涉及。
簡單的介紹一下那個時候芯片產業的困難,當時的光刻機以干式光刻技術為主,干式光刻是以空氣作為鏡頭與晶圓間的介質,讓光罩上的圖形在晶圓上成像。
然而,從193納米到157納米,微縮比例不到20%,達不到摩爾定律的要求。
而且業界雖然研發多年,卻卡在鏡片材料的制造周期上,始終無法達到所需的規格。
芯片產業的發展也開始陷入停滯,他換個角度思考,發現可以在原有193納米干式光刻鏡頭上發展浸潤式光刻,改用水代替空氣作為介質,注入為浸潤式設計的鏡頭與晶圓上的光阻之間,把進入光阻的光波長縮到134納米。
就是這個思考讓林本堅相信,改變原本的193納米干式曝光為浸潤式,可以讓工藝前進兩代半甚至三代。
在后續的實踐中,在臺積電高層張忠謀、蔣尚義的大力支持下,林本堅帶著他的團隊做該做的實驗,寫該寫的論文,很快,在他的影響下光刻機的“大戶”都開始嘗試這種做法。
林本堅在臺積電研發的期間帶領團隊從130納米、做到90納米、65納米、40納米、28納米、20納米、和16納米,并開始研發10納米、7納米、和5納米。他的創新和推動不但讓全球芯片工藝得以往下推進了6、7代,臺積電也因此躋身一線大廠、主導業界規格。
三、
而背后支持華為的,與其說是“合肥人”不如說是一群“合肥人”。
很少有人注意到,安徽合肥的半導體行業其實發展得很好,長鑫存儲就是其中之一。
長鑫存儲現在已經成為中國DRAM芯片領域的領軍企業,在去年還有了至關重要的專利。
長鑫存儲這幾年可以說是飛速發展,也可以說是“靠著”美國的封鎖,殺不死我們的終將是我們強大。
企業的晶圓產能從2022年的每月7萬片增至2024年的20萬片,還計劃在2025年進一步擴產至每月29萬片。
因為受到美國出口管制限制,比如無法獲取18nm以下制程設備,長鑫存儲通過自主研發,采用16納米半間距技術實現DDR5量產,良品率從初期50%提升至80%,顯著縮短與國際巨頭技術差距,現在是落后約3年。
全球DRAM市場份額也從2020年的不足1%躍升至2024年的5%,預計2025年成熟制程也就是DDR4及以下的產能占比可能將達30%-50%,成為全球主要供應商。
并且其低價策略也顯著沖擊市場,迫使三星、SK海力士調整產能以應對競爭。
合肥作為半導體產業基地,也提供了產業鏈協同優勢,助力了當地的產業發展。
比如海恒集團園區企業合肥開悅半導體有限公司自主研發的國產12吋前道先進工藝涂膠機順利啟運出廠。
開悅半導體主要提供半導體前道工藝以及后道先進封裝產線所使用的國產涂膠顯影機、高速物理清洗機,同時也覆蓋芯片制造所需光刻領域設備的翻新、再制造業務。
四、
其實在全球化的現在,中美之間打科技戰,或者說美國的單邊主義,受傷的大多都是自己。
現在鬧得很大的關稅就是一個。
阿斯麥公司在今年的4月16日發布2025年第一季度財報,其77.4億歐元的凈銷售額較上一季度的92.6億歐元下降近20%。
阿斯麥首席財務官戴厚杰當日表示,受關稅影響,行業正處于動態變化中,“我們正積極地與整個半導體生態系統協作,在更好地了解關稅如何實施后,努力將其對全生態體系的整體影響將至最低。”
盡管在最近華盛頓對智能手機、電腦、芯片等電子產品免除“對等關稅”,但是美國商務部長盧特尼克13日又稱,豁免僅是臨時舉措,只維持到美國政府制定針對半導體行業的新關稅方案之前。
政策的“朝令夕改”給阿斯麥公司造成了不小的影響。
這也不是第一次。
在去年的9月6日,荷蘭再次收緊光刻機的出口管制,其實在荷蘭做出這個決定之前,我國曾經多層次、多頻次與荷方溝通磋商。
但是努力終究還是白費的,究其原因還是美國方面的脅迫。
從3月到7月,不管是看守政府首訪華,還是新首席的發言,都表示不會針對某一特定國家采取出口管制措施,并且會努力減少出口限制造成的影響。
然而,短短幾天之后,卻出臺了并不符合阿斯麥公司利益的新管制措施。
在我方表示反對后。
9月5日,美國商務部下屬的工業與安全局發布公告,稱出于“國家安全和外交政策”的考慮,更新量子計算、半導體制造和其他先進技術的管制政策清單,共計133頁。相關規則還自9月6日起生效。
隨后,荷蘭政府便在光刻機問題上跟上了了美國新的出口管制政策。
五、
不只是荷蘭,日韓其實也是,日本也在加強了出口管制。
事實上,作為中小型經濟體,荷蘭、韓國這種盲目跟從美國遏制打壓中國的做法并非理性選擇,最終將嚴重損害荷蘭自身的利益。
中小型經濟體特別是小型經濟體由于規模較小、資源有限,往往難以形成完整的產業體系,這表現在某些關鍵領域可能存在技術或資源上的缺失,從而限制產業的發展。
在這種情況下,中小型經濟體更需要依賴全球市場來彌補自身的不足。
一般經濟發展水平較高的中小型經濟體,其國際貿易依存度也明顯高于大型經濟體。
荷蘭經濟規模明顯小于德法英意等歐洲大國,與中美相比則更要小得多。荷蘭經濟能夠取得較高的發展水平,與其積極參加國際分工和貿易有很大關系。
數據顯示,2023年荷蘭的貿易依存度約為150%,也就是說其進出口總額相當于其GDP的1.5倍。而同年中國、美國的貿易依存度都在35%以下。
因此,荷蘭政府跟隨美國政策,一再收緊光刻機出口管制,在阻遏中國半導體產業發展的同時,實際上是逼阿斯麥公司放棄最重要的中國市場。
阿斯麥公司現任CEO克里斯托夫·富凱日前表示,“限制阿斯麥對華出口芯片生產設備是不明智的,這樣做也傷害西方自身利益。”
前任首席執行官彼得·溫寧克也稱,美國基于意識形態推動限制對華芯片出口,“而不是基于事實、內容、數字或數據”。
參考資料:
觀察者網《臺積電功臣林本堅:我們過去被光刻嬌縱慣了》
澎湃新聞《被縛的光刻機:阿斯麥冷暖自知》
環球時報《對阿斯麥的光刻機,美國也要加征關稅》
觀察者網《中國存儲芯片企業“滾雪球式”增長,“韓國該慌了”》
澎湃新聞《美國壓力下荷蘭“捆緊”阿斯麥光刻機,日韓也正步步受壓》
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