美國阻止荷蘭出售光刻機給中國的背後

今年年初,美國阻止荷蘭ASML對華出口極紫外光刻機(也就是EUV)一事,被媒體曝光,鬧得沸沸揚揚。雖然事件最終結果還有待披露,但是這個事件無疑再次暴露了我們中國光刻機乃至整個半導體行業的致命短板。類似我們航空發動機領域,如不加快攻關,實現國產,那麼未來,美國或者其他國家仍然會拿這個來制約我們。


深扒 | 美國阻止荷蘭出售光刻機給中國的背後

事實上,自2018年以來,美國為阻止全球半導體供應商巨頭ASML對華出口光刻機,已經多次施壓荷蘭。那為什麼美國老是拿光刻機來卡我們中國的脖子呢?中國為什麼需要ASML的光刻機?

因為ASML壟斷了這一半導體制造核心設備。不過,在ASML的發展和崛起中,也脫離不了美國政府和企業的影響。

上世紀八十年代後期,由於市場需求不旺以及英特爾把SRAM集成在開發的CPU裡,導致飛利浦主導的歐共體“尤里卡計劃”中的存儲項目遭遇慘敗。

當時,全球半導體市場正向東亞轉移。飛利浦也將目光轉向臺灣,於1987年與臺灣工研院成立合資公司——臺積電,並原封不動地把整條生產線搬到臺灣。

不過,到了1988年底,就在臺積電生產線快裝好的時候,發生了一場意外的火災。臺積電把所有被煙燻過的光刻機退回ASML,並重新下了17臺新機的訂單。

成立不久的ASML剛好資金非常緊缺,這些訂單在關鍵時刻救了急。結果為火災買單的保險公司,成了當時ASML最大的客戶。

可以發現,在英特爾的阻擊下,飛利浦在存儲項目上的失敗催生了臺積電,而臺積電的一場大火扭轉了ASML的初期發展命運。

2000年後,由於美國SVG公司擁有最成熟的157nm激光需要配置的反折射鏡頭技術,而ASML在美國能源部和幾大芯片巨頭合建的EUV光刻聯盟裡還只是個小配角。最終,在技術升級戰略的重要關頭,ASML決定報價16億美元收購市值只有10億的SVG。

不過,這次收購同樣遭到美國政府和商會的阻撓,美國外國投資委員會在收購協議上加了一堆條件,其中包括不許收購SVG負責打磨鏡片的子公司Tinsley,以及保證各種技術和人才留在美國等。

但美國的壓制並沒有阻礙ASML的發展。

自摩爾定律調整變化後,光刻光源被卡在193nm無法進步長達20年。2002年,臺積電的林本堅博士在一次研討會上正式提出了浸入式193nm的方案,這基本上宣判了半導體界當時正在開發的各種光刻技術方案的死刑。

這時,ASML找準路線,加強與臺積電的合作,在一年的時間內就開發出了樣機,並在之後推出浸入式產品XT:1700i。這臺光刻機比之前最先進的幹法光刻機分辨率提高了30%,可以用於45nm量產。

ASML的XT:1700i構成ASML對尼康、佳能等競爭對手的致命一擊,世界各大半導體廠商廣為採納。此後,隨著高NA鏡頭、多光罩、FinFET、波段靈敏的光刻膠等技術不斷改進,浸入式光刻機一直做到現在的7nm。

眼看ASML日益壯大,美國華爾街資本開始大舉買入這家公司股份,並實現控股。如今,ASML的三大股東資本國際集團、貝萊德和英特爾均來自美國。經過這些操作,ASML顯然“順理成章”地成為了半個美國公司。

不過,ASML也享受到美國光刻技術帶來的一些好處,為它在EUV一支獨秀做了鋪墊。2015年,ASML的EUV光刻機可量產樣機發布。雖然售價高達1.2億歐元一臺,但還是收到各國半導體廠商諸多訂單,排隊等交貨。

實際上,為阻止ASML出口尖端光刻機,美國對中國半導體產業的壓制早有跡可循。

在《瓦森納協議》框架下,歐美國家最先進的幾代光刻機一直對華禁售。出售的光刻機也都有保留條款,禁止給中國國內自主CPU 做代工。中國芯片起不來,有很大一部分原因是買不到先進設備。

實際上,中國光刻機設備的研製起步也不晚。從上世紀七十年代開始,先後有清華大學精密儀器系、中科學院光電技術研究所、中電科45所等投入研製光刻機。

其中,清華大學精密儀器系研製開發了分步重複自動照相機、圖形發生器、光刻機、電子束曝光機工件臺等半導體設備;中科學院光電技術研究所在1980年研製出首臺光刻機;中電科45所1985年研製我國同類型第一臺 g線1.5um分步投影光刻機等。

不過,雖有不小進展,中國光刻機等半導體技術水平仍和歐美有較大差距。到了八十年代末,中國開始奉行“造不如買”的政策,一大批企業紛紛以“貿工技”為指導思想。

由於產業拋卻獨立自主、自力更生的指導方針,比較盲目對外開放,中國的光刻機乃至集成電路產業在科研、教育以及產業方面出現了脫節:研發方面單打獨鬥,科研成果轉化微乎其微

但是,儘管中國願意買,卻仍然遭到嚴格封鎖。在這之後,中國半導體產業幡然醒來,進入了海歸創業和民企崛起的時代。

1999年,中星微的鄧中翰於回國,中芯的張汝京於2000年回國,展訊的武平和陳大同於2001年回國,芯原的戴偉民於2002年回國,兆易的朱一明於2004年回國。他們帶著豐富經驗和珍貴資源,湧入了中國半導體產業的大潮。

特別是2002年,上海微電子成立,並在四年之後承接了國家“核高基”02專項的浸沒光刻機關鍵技術預研項目和90nm光刻機樣機研製。同時,中電科45所將從事分步投影光刻機研發任務的團隊整體遷至上海參與其中。

經過十餘年的耕耘拓展,目前上海微電子前道光刻機實現90nm製程,封裝光刻機市場佔有率全球領先。其中,IC後道封裝光刻機國內市場佔有率達到80%,全球市場佔有率40%。此外,據稱上海微電子65nm製程設備正在進行整機考核,對65nm進行升級後就可以做到45nm。

數據顯示,2018年中國集成電路進口金額約3120.6億美元,同比增長19.8%。中國半導體廠商的快速發展,使得他們需要採購更多光刻機設備,這推動了國內相關產業發展。不過,國內自主企業在ASML、尼康、佳能統治的前道光刻市場上幾乎空白,還有待突破

要實現中國精造不被“卡脖子”,推動產業發展,一方面中國政府還要與美國博弈,打破7納米EUV光刻機的封鎖。另一方面,哪怕花十年、二十年,光刻機領域也要自力更生、攻堅研發。目前的國際形勢充分說明,中國要做好這兩手準備!


分享到:


相關文章: