在全球芯片制造工藝競爭愈發(fā)白熱化的當(dāng)下,2025年5月27日,一則由央視披露的重大新聞瞬間引爆科技圈——全球最先進的光刻機High-NA EUV極紫外光刻機終于現(xiàn)身。
這臺體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高達4億美元的尖端設(shè)備,被稱為“制造人類科技巔峰的雕刻刀”,只為制造比病毒還小數(shù)百倍的晶體管。
在美國的技術(shù)封鎖與荷蘭配合下,光刻機成了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)卡脖子的焦點。
正是這種強壓之下,中國的芯片生態(tài)在國家扶持、企業(yè)拼搏、科研攻關(guān)的三重驅(qū)動下,開始迅速崛起。從材料、設(shè)備到整機,中國正構(gòu)筑起自己的芯片“防線”。
在光刻機的世界里,High-NA EUV堪稱“技術(shù)皇冠上的明珠”。
這臺由荷蘭ASML主導(dǎo)研發(fā)、全球五千余家高端供應(yīng)鏈共同打造的設(shè)備,絕對稱得上是人類科技史上最復(fù)雜的頂級科技,復(fù)雜程度超出常人想象。
它光是運輸,就需要拆分為250個集裝箱,用上7架波音747貨機才能完成全球投送。
原因很簡單:它不僅龐大,更極度精密,任何微小的震動或灰塵都可能造成系統(tǒng)失靈。
High-NA EUV光刻機,其數(shù)值孔徑(NA)高達0.55,比傳統(tǒng)EUV光刻機提升了整整70%的分辨率。
要知道,在芯片制程中,每一次制程節(jié)點的縮小,都是對材料科學(xué)、光學(xué)設(shè)計、機械控制和系統(tǒng)協(xié)同的極限挑戰(zhàn)。
而這個提升,使其可以直接支持2nm甚至更先進的制程工藝,將芯片制造精度推向亞原子級別。
其核心光源采用13.5納米波長的極紫外光,而這種光的產(chǎn)生方式堪稱“黑科技”:每秒必須用5萬次激光轟擊液態(tài)錫滴,制造出極紫外光。
這一過程必須在超高真空環(huán)境下進行,否則普通空氣會完全吸收光線。
而哪怕如此,這套系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率也僅為0.02%,意味著99.98%的激光能量都變成了廢熱。
這也凸顯了這項技術(shù)在功率控制和散熱管理方面的挑戰(zhàn)之巨。
光刻的另一個核心部件——反射鏡,由德國蔡司制造,平整度誤差小于0.02納米,相當(dāng)于在黃豆大小的面積上控制誤差不超過一個氫原子的直徑。
此外,工件臺與掩模臺的同步控制誤差僅0.5納米,形象地說,就好比讓兩架高速飛行的超音速飛機,始終保持0.03微米的相對位置誤差,這是傳統(tǒng)制造領(lǐng)域前所未有的精準度。
即便ASML名義上是制造商,實際上它自身只負責(zé)生產(chǎn)15%的零部件,其余85%都來自全球頂級合作伙伴。
美國提供激光光源(Cymer)、日本制造光學(xué)鏡頭(尼康)、德國蔡司提供反射鏡,這使得High-NA EUV光刻機,本質(zhì)上是人類頂尖工業(yè)能力的總和。
截至2025年全球只交付了5臺,其中英特爾拿下3臺。
其余如臺積電、三星等頂級玩家仍排隊等候。這不是ASML不愿多賣,而是產(chǎn)能極度受限,哪怕未來計劃擴產(chǎn)至每年20臺,也遠遠趕不上市場需求。
更令人警惕的是,美國雖非制造國,卻憑借關(guān)鍵核心技術(shù)和市場話語權(quán),通過政治施壓逼迫ASML優(yōu)先供貨給“友好國家”,將此高端設(shè)備當(dāng)成了地緣戰(zhàn)略的籌碼。
這讓其他發(fā)展中國家尤其是中國,深切體會到“核心技術(shù)受制于人”的危機感。
高端光刻機成了美國“科技霸權(quán)”戰(zhàn)略中的利器。
2023年,華盛頓推動荷蘭簽署了針對中國的EUV禁令,到2024年更是連DUV光刻機都納入限制范圍。
而所謂的《瓦森納協(xié)定》,表面上是國際共識,實則背后多為美歐主導(dǎo)的技術(shù)聯(lián)盟,目的就是打壓新興經(jīng)濟體在高科技領(lǐng)域的崛起。
這套機制之所以行之有效,是因為它抓住了全球光刻生態(tài)中最薄弱的一環(huán):高端設(shè)備制造。
光刻機的門檻極高,不僅需要上百項交叉專利,還依賴于極度精密的制造、校準和封裝工藝,其難度遠超一般工業(yè)設(shè)備。
也正因如此,即便是全球第二大經(jīng)濟體中國,也在高端光刻設(shè)備上遭遇卡脖子已久。
美國對中國的光刻設(shè)備封鎖,可以說是從供應(yīng)鏈到金融系統(tǒng)的“組合拳”。
除了直接施壓ASML限制出口,還通過銀行審查、科技出口審查、軟件授權(quán)等多維手段阻斷中國獲取先進技術(shù)的路徑。
尤其在2025年DUV出口受限后,中國在成熟制程設(shè)備上的進口替代空間也被大幅壓縮。
但這種做法也引發(fā)了全球芯片生態(tài)的不安。一方面,中國作為全球最大芯片消費國,對設(shè)備廠商構(gòu)成了巨大市場壓力;另一方面,一旦中國成功實現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)替代,勢必改變國際供應(yīng)鏈的既有格局,削弱歐美主導(dǎo)地位。
可以說,美國“寧可市場不要,也要封鎖對手”的邏輯,是短期政治與長期科技利益沖突的體現(xiàn)。
而這種“圍堵”策略,在中國高層眼中,反而成為了推動本土技術(shù)自主化的倒逼力量。從過去的“能買不造”,到現(xiàn)在的“買不到就自己造”,中國在科技領(lǐng)域的態(tài)度已悄然轉(zhuǎn)變。
面對前所未有的科技封鎖,中國沒有坐以待斃,而是在壓力中找出路,在卡點中謀突破。
上海微電子作為中國光刻設(shè)備的“扛旗者”,在2025年已經(jīng)實現(xiàn)90nm光刻機的批量交付,并宣布28nm光刻機即將進入商用,預(yù)計年底交付,這將是中國光刻發(fā)展史上的重要里程碑。
要知道,從90nm到28nm,不僅僅是數(shù)字的躍遷,更是整個系統(tǒng)從機械、光學(xué)、軟件到材料的全面升級。
為此,中國集結(jié)了全國超2000家企業(yè),從上游的光刻膠、掩模版,到中游的激光器、物鏡鏡頭,再到下游的控制系統(tǒng)、EDA軟件,共同構(gòu)建起一套國產(chǎn)化光刻產(chǎn)業(yè)鏈。
更令人欣慰的是,中國在原本高度依賴進口的核心材料上已取得突破。
晶瑞電材的7nm光刻膠已成功通過測試,南大光電的ArF光刻膠甚至進入臺積電供應(yīng)鏈,拿下30%市場份額。
此外,武漢光谷的科研團隊也在短短數(shù)年內(nèi)攻克高精度激光光源與反射系統(tǒng),達到了28nm制程的工業(yè)級應(yīng)用標準。
在制程工藝方面,中芯國際更是在沒有EUV光刻機的條件下,通過DUV多重曝光技術(shù)實現(xiàn)了7nm芯片量產(chǎn),雖說成本較高,但技術(shù)難度和工程能力已不容小覷。
這一技術(shù)路線的成功,意味著中國已經(jīng)能夠“曲線救國”,在特定條件下規(guī)避EUV限制。
國家層面則通過“國家大基金”持續(xù)注資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),從人才培養(yǎng)到基礎(chǔ)研發(fā)再到生產(chǎn)落地提供全鏈條支持。“
十年免稅”、土地優(yōu)先審批、進口替代補貼等政策,極大提升了企業(yè)的研發(fā)積極性,也吸引了大量高精尖人才回流。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)的LDP光源系統(tǒng),比ASML現(xiàn)有方案效率更高,成為未來EUV國產(chǎn)替代的新希望。從EDA軟件到IP核的支持系統(tǒng)也在加速自主研發(fā),構(gòu)筑起未來芯片設(shè)計的本土生態(tài)。
2030年,中國定下了研制EUV樣機的戰(zhàn)略目標,而更遠的未來,中國還在押注量子計算、類腦芯片、異構(gòu)計算等全新領(lǐng)域,力圖實現(xiàn)技術(shù)“換道超車”。
在芯片產(chǎn)業(yè)的最尖端領(lǐng)域,核心技術(shù)仍被少數(shù)強國掌控。
而美國通過操控技術(shù)出口規(guī)則,企圖遏制中國等新興國家的技術(shù)進步,也引發(fā)了更廣泛的戰(zhàn)略思考。
面對封鎖,中國沒有被擊垮,反而在不斷的“技術(shù)圍追堵截”中找到了新路徑。從設(shè)備到材料,從工藝到政策,正形成一股不可逆轉(zhuǎn)的國產(chǎn)替代浪潮。
而這股浪潮,不只是為了“擺脫依賴”,更是在爭奪未來全球科技主導(dǎo)權(quán)的道路上,邁出的關(guān)鍵一步。
技術(shù)無國界,但技術(shù)霸權(quán)有代價。
當(dāng)越來越多的國家意識到“關(guān)鍵不能受制于人”時,全球科技格局也將在變革中重塑。而中國,將是其中最重要的變量之一。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.