中國光刻機再獲突破,固態光源技術實現逆襲

ASML前CEO溫寧克說過這樣一句話:“中國人太聰明瞭,對中國的技術封鎖將導致西方企業難以爲繼。”

當時整個科技圈一片譁然,很多人對溫寧克的話做了不同的理解。


有人認爲,溫寧克是在恭維中國人,其目的是爲了產品得到中國市場的青睞,從而獲得更多的利潤。


也有人認爲,溫寧克是在警告西方國家,過度封鎖只會適得其反,放開限制纔是正確的策略。


當然也有人表示,溫寧克所說的中國人太聰明,就像是"中國人發明了火藥,卻只用來放鞭炮",言外之意是中國人很聰明,但不懂得如何運用聰明才智。


就在近日,中科院的一項技術驗證了溫寧克的這番話。

3月25日,中科院公佈了全固態深紫外(DUV)激光技術成果,可以穩定輸出193nm波長相干光,理論上可支撐半導體制造工藝延伸至3nm節點。


相關成果還刊登在了《國際光電工程學會》上,引起了世界的關注。


193nm激光在芯片製造中扮演着至關重要的角色,它是乾式DUV光刻機和浸潤式DUV光刻機的核心技術之一。

其可以光刻出7nm—65nm之間的芯片,這部分芯片的應用範圍非常廣泛,包括智能手機SoC、AI芯片、軍工芯片、汽車芯片、工控芯片等等,市場佔有率高達70%。


ASML的DUV光刻機主要採用氟化氬(ArF)準分子激光技術,這種技術存在氣體消耗量大、系統複雜、維護成本高等缺陷。


而中科院的固態DUV激光技術,無需使用稀有氣體,它通過自制的Yb:YAG晶體放大器生成1030納米激光,並經過四次諧波轉換和光學參量放大等過程,最終生成193納米的相干光。


表面看這是一個小小的改變,只是把“氣態”改爲了“固態”,實際完全不是那麼回事,它所帶來的變化是一個連鎖反應。

首先,固態DUV激光的各項參數和光譜純度,直接達到了7nm櫃商用的級別,在提高輸出功率和頻率後,可以用來製造7nm、5nm甚至3nm芯片上。


如果該技術實現商用,我們不需要EUV光刻機也能造出3nm芯片,直接改變芯片市場格局。


其次,固態激光技術使用在EUV領域,會發生什麼變化呢?可能會造出更先進的芯片,到時候攻守易形,中國會誕生出比ASML更強大的光刻機廠商。


ASML不但會失去霸主地位,市場份額也會急劇萎縮,最終被市場拋棄。

更爲關鍵的是,固態激光技術是一種全新的技術,完全可以繞開美國專利,甚至還有可能成爲我們自己的專利羣。


我們完全可以通過專利去限制西方國家的光刻機,進而達到限制芯片製造,限制科技發展的目的。


這就是中科院全固態DUV激光技術帶來的改變,當然這需要中科院繼續優化該技術,提升輸出功率和頻率,滿足商業化芯片製造的需求。


未來ASML還有多少價值?

目前ASML仍然是全球光刻機總龍頭,市場份額高達80%以上,中高端的DUV光刻機份額達到了90%以上,尖端的EUV光刻機更是達到了100%。


全球先進芯片基本都是ASML的設備製造的,包括蘋果仿生、高通驍龍、華爲麒麟、聯發科天璣、英偉達H100等等。


可以說,如果ASML不提供光刻機,全球芯片製造業直接癱瘓。


那麼這是不是意味着這家來自荷蘭的光刻機制造商,把控了全球芯片的命脈呢?並非如此!

在上世紀90年代時,ASML還是一家名不見經傳的小公司,當時的日本尼康纔是光刻機龍頭。


而在攻克157nm光源技術時出現了神奇的一幕。日本尼康花費重金搞乾式技術,而臺積電的工程師林本堅提出了浸潤式技術,但是被尼康拒絕了。


而ASML決定搏一搏,沒想到直接單車變摩托了。


2003年,ASML和臺積電推出了首臺浸潤式光刻機,第二年又推出了改進版,波長爲132nm,逆襲了尼康。


再後來ASML加入了美國主導的EUV聯盟,獲得了EUV技術,並在2013年成功製造出EUV光刻機。


如今臺積電、三星依靠ASML的EUV光刻機,將芯片技術迭代至了3nm。

不過ASML在獲得EUV技術時,也簽署了“賣身契”。ASML的光刻機50%的零部件來自美國企業,儘管其收購了掌控光源技術cymer公司,但是依然受限於美國。


面對中國龐大的市場,ASML蠢蠢欲動,一直想要把先進的EUV光刻機賣向中國市場,但是遭到了美國的拒絕。


甚至美、日、荷三國達成了所謂的芯片聯盟,先後出臺了半導體設備限制出口政策,不僅僅是針對EUV光刻機,就連浸潤式DUV光刻也赫然在列。


ASML在中國市場的銷售額開始下降,公司業績開始下滑。更爲重要的是打壓限制激發了中國的研發力度。


科研機構、高校、企業空前團結,政策支持力度空前強大,研發資金空前雄厚,就連海外的人才也紛紛回國貢獻力量,中國在光刻機領域得到了快速發展。

中科院突破了全固態DUV激光技術,哈工大使用核聚變的“Z箍縮技術”製造極紫外光源,中科院長春光機所在EUV鏡片上實現突破。


每一步的技術前進都讓中國芯片離逆襲超越近了一步,同時也讓ASML如履針氈。


起初,ASML表示即便是公開圖紙,中國也造不出光刻機;


後來,ASML表示中國造不出先進的光刻機;


再後來,ASML表示他聲稱中國自主研發光刻機,破壞了全球芯片產業鏈的平衡;


如今ASML高層高度評價中國人的智慧,並大膽預測西方國家對中國實施技術封鎖會適得其反。不但不會阻礙中國發展,還會激發中國製造的潛力。


而此次中國光刻機的技術突破,被ASML高管說中了,中國芯片已經進入自主研發的深水區,各項技術和專利研發突飛猛進,最終會擺脫“卡脖子”,實現逆襲超越。

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