一台光刻机,一天不开工,几百万就打了水漂。
这笔账,国内的晶圆厂算得清清楚楚。
但现在的问题是,机器坏了,荷兰原厂的人不给修了。
这事儿得从2019年说起。那会儿,美国人那边一施压,荷兰政府就卡住了ASML的出口许可。
最顶尖的极紫外光刻机(EUV),就是造7纳米以下芯片的那个家伙,一台也别想卖到中国来。
ASML当时的掌门人彼得·温宁克,不止一次在财报会上发牢骚,说几亿美元的订单就这么晾着,荷兰那边死活不批。
中芯国际这些等米下锅的客户,没办法,只能到处淘二手的设备,或者想别的辙。
原以为不卖新设备就算到头了,没想到,现在连已经买了的旧设备,维修服务也断了。
ASML本来还计划在2025年3月扩建北京的维修中心,想搞个本地化的服务圈子。
可禁令一升级,什么核心零件更换,什么精密调试,基本上都成了泡影。
这对靠成熟工艺吃饭的产业冲击最大,比如汽车芯片、功率半导体,生产线上的深紫外光刻机(DUV)一旦趴窝,麻烦就大了。
外国专家不来,中国的工程师就自己上。
在长三角一个半导体设备维修中心,一群技术人员干脆把二手的DUV光刻机大卸八块。
他们对着两千多个核心部件,一个个地测绘、分析,硬是建起了一套完整的数据库。
碰上导轨、密封圈这类容易磨损的零件,他们就拿着图纸去找国内的精密制造厂合作。
一来二去,原本要等上半年才能从国外寄过来的易损件,现在45天就能拿到国产替代品。
更难啃的硬骨头是光学系统和控制系统。
工程师们想了个“仿真测试加局部替换”的法子。
他们借来中科院光电所的超精密测量实验室,用激光干涉仪给光刻机的镜头做精度校准。
配套的进口软件到期没法升级,他们就自己写一套控制软件顶上去。
一家晶圆厂的技术负责人说,现在他们厂里八成的DUV设备,基础的维护保养已经不求人了。
关键的故障,自己动手修复的成功率,比以前干等原厂服务的时候,还高了三成。
这种自己动手、丰衣足食的本事,不是单打独斗。
设备商、科研单位、维修公司,大家凑到一块儿,建了个协同网络,有了解决不了的难题,就在群里分享,有新发现的方案,也毫无保留。
光是2025年上半年,这个网络就发布了12份针对不同型号ASML设备的维修指南。
修机器只能解燃眉之急,要想不被人卡脖子,还得有自己的家伙。
光刻机这条路不好走,有人就想,能不能换条赛道跑?
2025年8月,杭州城西科创大走廊,一台叫“羲之”的国产设备进入了测试。
这不是传统的光刻机,而是电子束光刻机。
浙大量子研究院研发的这台机器,用高能电子束直接在硅片上“写”电路,精度能到0.6纳米,画出的线宽只有8纳米。
最关键的是,它不需要掩膜版,特别适合搞量子芯片和一些新型半导体的研发。
当然,这玩意儿也有短板,就是慢。处理一片晶圆的速度,跟光学光刻机比,差了差不多上千倍,指望它来搞大规模量产,暂时不现实。
但它的价值在于,填补了国内在高端研发型光刻设备上的空白。
消息一出,已经有5家科研机构找上门来,要用它来验证下一代芯片的原型。
绕开走不通,那就正面攻坚。
EUV光刻机最核心的技术之一,是那个能发出极紫外光的光源。
2025年4月,中科院上海光机所宣布,他们搞定了LPP-EUV光源。
他们用的是固体激光驱动方案,巧妙地绕开了需要进口的二氧化碳激光器。
测试下来,输出功率和稳定性,都跟国际上的同类产品在一个水平线上。这等于为以后造我们自己的EUV整机,打下了最关键的一块地基。
在新技术突破的同时,现有的设备潜力也没被浪费。中芯国际就靠着手里的DUV光刻机,通过多重曝光的工艺,硬是把N+2制程推到了7纳米级别。
这证明,老师傅用好手里的旧工具,照样能干出漂亮的活儿。
造一台光刻机,不是一个工厂、一个院所能搞定的事,它背后是一整条产业链的协同。
在浙江大学校友企业总部经济园,这种协同作战的模式玩得很溜。
园区的企业碰到了技术难题,直接把“技术需求清单”发出来,这叫“企业出题”。
浙江大学的教授就带着研究生团队来接单攻关,这叫“高校解题”。
地方政府呢,就负责一路保驾护航,从实验室的样品到工厂里的量产,全程提供支持。
“羲之”光刻机能这么快落地,就是这个模式下的一个典型产物。
光有机器还不够,配套的材料也得跟上。
EUV光刻胶被卡脖子,上海一家化工企业就联合复旦大学,用一种新型树脂搞出了化学增强光刻胶,性能已经很接近进口货了。
掩膜版这边,国内企业已经能批量生产14纳米制程用的,正在向7纳米冲刺。
中国是全世界最大的芯片消费市场,2022年,全球34%的芯片都卖到了这里。
这个庞大的市场,给国产设备提供了别人没有的试炼场,设备好不好,拉到生产线上一跑便知,有问题赶紧改,这种“市场拉动技术”的循环,正在快速转动起来。
回头看ASML现任首席执行官克里斯托夫·富凯在2024年7月说的话,就很有意思。
他觉得,限制对华出口会伤到西方自己。德国的汽车工业急需的芯片,很多就是中国生产的。
“阻止别人生产你需要的东西,这事儿不理智。”
而他的前任温宁克,在卸任前也反复强调,如果你不卖设备给中国企业,他们必然会自己研发,这不过是时间问题。
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