光刻機作為芯片制造最重要的設備,目前在全球市場上都是稀缺資源。在光刻機設備市場上,尤其是EUV光刻機設備,幾乎被ASML壟斷。全球光刻機出貨量99%集中在ASML、尼康和佳能,ASML份額最高。由于美國的技術封鎖,我國收購ASML技術幾乎毫無可能,那么同樣有高端EUV光刻機技術的日本尼康和佳能是否可以合作共贏?
除華為外,國內晶圓大廠半導體進口設備也遭斷供,另據路透社報道,美國正考慮對半導體制造設備及相關軟件、激光器、傳感器等技術的出口進行新的限制,美對我半導體產業的打壓已有蔓延之勢。而芯片制造始終是我國半導體產業的薄弱環節,唯有突破光刻機技術,才能掌握芯片自主。
一、自主與合作
光刻機被譽為“半導體工業皇冠上的明珠”,要造出造芯片的機器,并不是一件容易的事,它不僅僅是擁有約10萬個零部件般復雜,也不僅僅是集合了數學、光學、流體力學、自動化、圖像識別等10余個領域般綜合,還要都是頂級的,一個技術突破不算突破,全部突破才算整體前進一步,這是最難的。
說阿斯麥光刻機代表西方制造工業的最高水平并不為過,一臺最先進的EUV光刻機,鏡頭來自德國卡爾蔡司,大功率光源來自美國賽摩,精密加工技術來自瑞典,浸沒雙工作臺來自荷蘭,特殊復合材料來自日本等等,在阿斯麥供應商中有很多隱形冠軍,它們可能并不太知名,但無法忽視的是,這些幾乎都是同行業中的佼佼者。
如果說在某一個領域做好或許不是難事,比如中微公司2017年就成功研發出了世界上第一臺5納米刻蝕機,但這并不代表國內芯片制造工藝達到5納米水平,到目前為止最先進的國產光刻機僅為90納米,最薄弱的環節才代表真實的水平,國產光刻機要出頭,勢必要做到與阿斯麥更接近的水平,但也意味著要在細分領域全部做好。
誰也不是三頭六臂,神通廣大,造好光刻機,除了發展自主技術,開放合作是很有必要的。
二、日經遞橄欖枝
最近日經新聞有一篇關于中國半導體產業的報道,文章指出,隨著美國的封鎖和打壓,長遠來看,美國此舉可能會助推重工半導體產業的自立與發展,目前中國半導體仍可迂回以對。
文章主要提到幾點:
一是中國有1000多家新興的半導體相關公司,如果華為和中芯從這些公司購買進口的半導體芯片、設計軟件以及生產設備,實際上就可以進行半導體采購并擴充制造設備;Synopsis共同執行長Aart de Geus表示:“在中國有很多半導體相關企業(除華為外)都在大量購買,這種情況無法避免國內的轉售。”
二是聯發科對美國的銷售額很少,該公司雖已停止對華為供貨,但也有可能會繼續接受華為的訂單并準備接受美國制裁,聯發科可以在不投訴最終用戶詳細信息的情況下訂單生產,臺積電同樣可以。
對上世紀70/80年代崛起的日本半導體產業來說,通過不同的方法將技術從美國帶回日本,從模仿再到超越,成就90年代的半導體霸主是可能的,但時代背景不同,通過規避限制出口并不是長遠之計,SWIFT跨國結算系統掌握在美國手上,所有國際賬戶信息,都在美國的掌控之中,會導致更多的企業被限制。
文章提到的另一方案或許更有前景,EUV以外的光刻機,日本的尼康和佳能也可以制造,業界有關人士表示:“中國企業擬向兩家日本公司提供資金,要求共同開發除EUV以外的新型光刻機。”
目前只有荷蘭的阿斯麥能夠制造EUV光刻機,而大部分基礎技術的知識產權都由美國掌握,如果走別人的路,知識產權的約束會很多,當芯片制程工藝接近摩爾定律極限,3D堆疊技術正在成為延續摩爾定律的主角,研發新的光刻機或許是彎道超車的機會,就像2000年前后阿斯麥憑借浸入式光刻技術超越尼康一樣,每一次彎道超車都離不開新技術、新材料的顛覆。
當年美國建立EUV LLC聯盟搞高端光刻機,幾乎半導體業界所有的巨頭都被邀請來了,唯獨尼康排除在外,最后單打獨斗的尼康,自然干不過人家聯盟,不知尼康是否因此耿耿于懷?如今國產光刻機需要合作,尼康正好有技術積累,尼康是否有心被阿斯麥碾壓二十年后再扳回一城?結果值得期待。
現在尼康最先進的光刻機是45-22納米,雖然跟阿斯麥有幾代的差距,但在單打獨斗的日子里,技術幾乎都是自己的,受美國方面的制約更少。
三、結語
2012年日本存儲芯片企業爾必達被美光收購,去年11月,原社長坂本幸雄就任紫光集團高級副總裁,紫光旗下核心企業長江存儲主打存儲芯片;
曾就職瑞晶總經理的陳正坤,后瑞晶被美光收購,陳正坤加入聯電,后來到大陸協助福建晉華建存儲芯片廠,當被問及為什么加入聯電和中國大陸DRAM技術合作研發計劃,陳感性地說,當年瑞晶被兼并對他沖擊很大,且自主開發DRAM技術一直是他心中的夢想,希望這個夢想在這里播種開花。
中國半導體產業崛起,除了開放合作,還要尋找合適的領頭羊。