从手机、家电、汽车等C端产品,到卫星通信、导弹、航母等国防装备,各行各业都离不开小芯片的支撑。 光刻机作为芯片制造行业的“皇冠上的明珠”,是芯片制造过程中的关键设备,光刻机技术直接决定了芯片的性能和成本,影响着千行百业数字化、智能化发展的步伐。
目前,国内光刻机技术与海外技术实力还存在差距,我国光刻机设备几乎全部进口。 荷兰光刻机巨头ASML垄断了全球光刻机市场份额,掌握了世界上最先进的光刻机技术,因此荷兰也是中国最大的光刻机进口国。
然而,随着荷兰加入美国对华芯片出口管制阵营,并撤回ASML对华的部分出口许可证,中国半导体产业再次掀起波澜,光刻机国产化充满挑战。
大量购买光刻机并为“冬天”囤积粮食?
根据中国海关总署的数据,2023年,我国光刻机进口总量为87台54亿美元,同比增长1209%,其中,723亿美元,同比增长1838%,荷兰进口占进口总额的82%6%,同比增长18%3个百分点。
数据显示,中国光刻机进口总量飙升,2023年,中国从荷兰ASML公司进口和采购了价值近600亿元的光刻机。 对于这种“大规模”现象,目前业内有两种观点:
首先,从2024年1月1日起,中国大陆企业将很难获得出口许可证,因此此前很多企业已经突击进口光刻机,并在紧急情况下囤积“过冬”。
其次,为了满足芯片产能需求,将进一步突破芯片技术,提高芯片性能,降低芯片成本。
虽然中国大陆的半导体企业已经抓住了囤货光刻机的窗口,但美国对荷兰出口管制的禁令也收紧了,“卡脖子”的关键绳索悄然落下。
近日,荷兰部长表示,由于担心相应设备被用于军事目的,荷兰**撤销了ASML部分产品对中国的出口许可证。
近日,ASML也证实,今年将无法向中国出口NXT:2000i及以上浸没式设备的消息,包括NXT:2050i和NXT:2100i光刻系统等设备型号,少数中国大陆晶圆厂将无法获得出口许可证来运送NXT:1970i 1980i浸没式设备。
荷兰**撤销ASML对中国的部分出口许可证有何影响?
据悉,此次限出口的2050i和2100i是目前最先进的DUV光刻机型号,可广泛应用于40nm以下的工艺容量,对应28nm、14nm、10nm和7nm四大工艺节点。
简而言之,NXT:2050i和NXT:2100i光刻系统有能力在7nm工艺上生产芯片,理论上在5nm工艺上生产芯片。
结合目前华为等国内芯片企业的技术水平,中国有望在近两年进入5nm芯片市场,而这批DUV设备的禁运恰好是国内芯片行业“稍加力气就能摸到”的范围。
国内先进工艺芯片产能不断攀升,此次禁令无疑给国内半导体产业的发展带来了新的挑战。
除了影响芯片产能的扩张外,更大的影响在于先进光刻系统的禁运将带动上下游产业链的集体“去美化”。 在这波浪潮中,中国芯片制造产业不得不“重头再来”——每个芯片工艺节点和产业环节的重塑都将耗费巨大的经济和时间成本。
另一方面,在时代的推动下,光刻机国产化的步伐将越来越坚定,并不断向前迈进。 “去美化”不仅是必经之路,更是激发国内科技企业自主研发和创新的强大引擎,必将点燃国产半导体的“核心之火”。
面对新一轮的挑战,国产光刻机亟需“破局”。
没有先进光刻机的支撑,国产光刻机的自给率亟待提高,如何打破这种局面?
摒弃幻想,做好战斗准备》,这应该是打破光刻机国产化局面的关键。
结合进口数据,ASML将出于商业原因在2023年下半年给予中国大陆企业大规模光刻机出货量,力争在禁令生效前满足中国客户和“抢购”光刻机的要求。
但是,ASML没有能力规避像NVIDIA这样的监管措施,因为ASML光刻机的核心部件来自德国和美国。
在整个光刻机零件市场中,荷兰腔和英国真空占32%,美国光源占27%,德国光学系统占14%,日本材料占27%。
以ASML技术最高端的EUV光刻机为例,光刻机拥有多达10万个零件,来自全球5000多家龙头企业,其中核心光源,尤其是EUV光源,几乎完全被美国Cymer公司垄断。
因此,国内企业寄希望于ASML“绕过封锁”,转售先进工艺光刻机是不现实的,他们仍然需要自力更生。
目前,一些日国内企仍在全力攻克DUV光源,该光源不如EUV光源,与ASML的标准仍有差距。 反对者不会停止等待中国芯片制造迎头赶上,面对新一轮的挑战,光刻机和芯片的国产化还有很长的路要走。
要突破技术封锁,就需要加强自主研发,坚持不懈地攻克光刻机零部件技术中的关键难题,提高国产光刻机的技术水平和市场竞争力。
光刻机国产化的推进关系到我国芯片技术的发展,国内半导体企业需要提升自身的研发实力,从每个工艺节点到产业环节,每一步都需要稳步走,确保每一个环节都稳定可靠,才能真正实现芯片产业的自主可控。
写在最后
目前,我国90nm工艺光刻机已完成项目验收工作,即上海微电子推出的SSX600系列光刻机,但与国外最先进水平相比仍有一定的差距; 华卓精科、科益宏源、奥普光学等企业在双工件工作台、光源、光学镜片等方面也取得了一些进展,但仍需进一步加快研发速度,缩小与国际先进水平的差距。
国内光刻机的技术实力与国外相比还有差距,零部件的突破性进展也不同,但只要千千万万的追随者不懈努力攻坚克难,我们相信“相信”的力量就能实现。