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能造5nm芯片的EUV光刻机，三大核心技术均已被我国突破
点击上方“远方青木”关注后了解更多精彩内容能够制造5nm芯片的EUV光刻机，其三大核心技术均已被我国突破，高端制程的芯片制造已彻底为我国打开了大门。自美国发动贸易战以来，芯片制裁是美国为数极少的可以恶心到我们的领域，不知道多少专家翻来覆去的说光刻机乃全球人类智慧的结晶，是来自30多个国家的5000多家供应商合力而成，凭中国一国之力根本不可能搞定这东西。但我们在短短几年之内实现了芯片制造的国产化。从90nm光刻机开始，我们连续突破了65nm，55nm，28nm等多个技术等级的光刻机，目前已实现28nm的光刻机量产。28nm为芯片主流成熟制程，可满足全球芯片需求的70%以上。按理说这也够了，成功研发出28nm纯国产光刻机后，单纯从经济上来说，美国的芯片制裁就已经失败了。但芯片这东西被美国打成了政治牌，不仅代表经济，还代表美国无可匹敌的技术实力和号召能力，7nm和5nm高端芯片的制造能力已经不仅仅是钱的问题了，更成了一种象征。所以我们不能满足于28nm光刻机，既然要做就一口气做到底，借美国大打芯片牌的机会一口气打碎美国技术无敌的滤镜，并且让敢于跟随美国制裁我国的商家亏损惨重，以儆效尤。在纯国产28nm芯片生产线正式投产的同时，上海微电子研发的DUV光刻机利用多次曝光的技术可强行生产出7nm的芯片，解决了我国高端国产芯片从无到有的问题。但这种多次曝光技术成本太高，造出来的7nm芯片没有商业大规模量产的价值，达不到我国彻底打碎美国芯片封锁的需求。想真正生产出纯国产的高端芯片，以一国之力匹敌全世界的技术联盟，必须突破EUV光刻机技术。和中低端光刻机相比，EUV光刻机从原理上就完全不同，所以哪怕常规技术路线可以迅速从90nm升级到28nm，也制造不出来7nm和5nm的芯片。想商业量产7nm、5nm和全球都正在研发中的3nm芯片，国际公认必须要有EUV光刻机，而这东西只有荷兰ASML公司可以生产，甚至ASML都有90%的零部件采购自30多个国家，自己只负责组装，能荷兰自产的只有10%。所以ASML的技术负责人说即便把图纸给中国我们也造不出来，因为在买不到零部件的前提下，他们自己都造不出来，何况别人。EUV光刻机共有三大核心技术，分别为EUV光源系统，高精度弧形反射镜系统、超高精度真空双工件台。中国并非毫无技术底蕴，这三大核心技术其实还是有一个的。早在2015年，中国的长春光机所就已经研发出了EUV光刻机的高精度弧形反射镜系统，多层层镀膜面形误差小于0.1nm，达到了EUV级光刻机的标准。但这套系统有个小问题，并非所有零部件都是国产的，其中镀膜装置采购自海外。放在外国的话，长春光机所的这项技术就已经是人类最顶尖级别的了，但当被禁售制裁导致镀膜装置买不到后就全废了。我们知道如何制造人类最顶级的高精度弧形反射镜系统，但缺少镀膜装置这个零部件，导致整个系统都无法制造。2021年7月，中科院控股企业北京中科科美成功研发出镀膜精度控制在0.1nm以内的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置，满足了长春光机所对零部件的技术要求。中科科美研发的镀膜装置送到长春光机所后，我国立刻制造出了EUV级光刻机级别的高精度弧形反射镜系统。这次纯国产，每一个零部件都是国产。至此EUV光刻机的三大核心技术被我国突破了一个，还剩两个。2022年，哈工大传来喜讯，该大学科研组成功研发出真空用超高精度激光干涉仪，位移分辨力5pm，位移测量标准差达到30pm，关键指标与ASML最高水平接近，满足EUV真空双工件台对高速超精密激光干涉仪的精度要求。双工件台造起来不难，但双工件台的工作精度由激光干涉仪决定。我国突破了真空用超高精度激光干涉仪的关键技术，就可以轻松制造超高精度的真空双工件台。凭此贡献，哈工大于2022年荣获中国光学领域最高荣誉金隧奖，并在金奖名单里位列第一。为什么美国要把哈工大列入制裁实体清单，拼命遏制这个学校的发展，现在你应该知道了。美国的制裁清单都是精挑细选的，从来都不会冤枉任何人，不够格的是不配上清单的。因为哈工大的贡献，EUV级光刻机的三大核心技术的第二项，被我国成功突破。还剩下的那最后一项是EUV光源系统，也是核心的核心。光刻机光刻机，听名字你就知道光源才是最核心的东西，而EUV光源则是EUV光刻机的心脏部件。这玩意全球只有美国会造，多年来都明文列入瓦森纳协定，美国麾下的42个瓦森纳成员国集体对中国严格禁售。没有EUV级光源，哪怕其他光刻机部件中国全都造出来了也没用。2022年下半年，有小道消息说中国已成功研发出EUV级光源，但并没有官方信息证实。2023年4月13日，长春光机所官网公布消息，中国科学院院士、中国科学院前院长白春礼在长春光机所参观了EUV光源系统。这是中国首次官方证实了我国已成功研发出EUV光源系统。而且在官网的介绍里，明确写着白春礼参观的是EUV光源样机，也就是说长春光机所连工程样机都已经制造出来了。所谓工程样机，指的是面向商用研制的1:1样机，在通过验收后就可以直接量产，交付客户使用。按中国的“潜规则”，工程样机没有经过严格测试认定成功之前是不可能邀请领导来参观的，敢让领导来参观并在官网上对外公布，那就说明该工程样机不仅制造成功且已经通过了测试。倒算时间，长春光机所在实验室里成功研发出EUV光源那就是去年底，小道消息没有错，只是官网通告要把方方面面都测试到万无一失才可以，所以又等了半年才公布。至此，中国成功突破了EUV光刻机的所有关键技术，跨过了高端光刻机和中端光刻机的关键门槛，纯国产7nm和5nm甚至3nm芯片生产线的大门已被中国彻底打开。对此消息，外媒的评价是“炸裂式技术突破”。按光刻机行业的正常进度，光源样机造出后只要一年时间就可以制造出用于芯片制造的光刻机，然后各种测试、磨合和商业化规模应用大概要花费2年的时间。换句话说，2024年中国将成功制造出纯国产的EUV级光刻机整机，2026年之前将彻底落地商业化规模生产，如果各企业及监管部门通力协作加班加点，这个时间还可以提前。中国原计划是2030年之前突破EUV光刻机，按目前的进度看绝对可以大大提前，将至少提前4年，甚至5年。随着中国对EUV光刻机研发进度的不断增长，ASML对中国的态度也在不断变化。美国刚启动对华制裁时，ASML的一个工程师网上发文说就算给中国人图纸他们也造不出光刻机，甚至还说：先别提把极紫外光刻机EUV给造出来，就是把EUV给用好都是一件无比复杂的事情，台积电算是我们的客户，我很佩服台积电的工程师或者说他们整个的体系。他们对光刻机的使用技巧达到了某种让人钦佩的高度。意思很明确，他认为中国人别说造出EUV光刻机，就连用好EUV光刻机都够呛。2021年7月，中国造出了纯国产的高精度弧形反射镜系统并公示。2022年1月，ASML总裁温克宁在公开场合表示：中国目前不太可能独立掌握顶级光刻技术，因为阿斯麦依赖于"不懈的创新"，并整合了只有非中国供应商才能获得的组件。但同时他也说：中国并非永远无法掌握顶级光刻技术，因为我们所知道的物理定律，中国人也知道，他们一定会努力去掌握这项技术。永远不要说得太绝对。他们肯定在尝试。”简单的说，总裁先生认为中国的研发有点威胁，需要略加警惕，但威胁不大。2022年下半年，哈工大成功研发真空用超高精度激光干涉仪，并公开获奖。2023年1月，ASML总裁温克宁在公开场合表示：美国带头的针对中国半导体行业的制裁措施，不仅不会给中国造成太大伤害，反而会倒逼中国人在高端芯片领域研究出自己的技术。“中国的物理定律和全世界的都一样，中国没理由造不出光刻机”简单的说，总裁先生改口了，认为中国已具备重大威胁，希望美国立即放松制裁，采用倾销战术裁来遏制中国光刻机的研发进度，但美国没有理会荷兰。2023年4月13日，长春光机所官网宣布中国已成功研发EUV光源的工程样机。温可宁看了这个消息之后直接炸毛了。2023年4月17日，荷兰ASML总裁温可宁在公开场合发言，炮轰中国光刻机，称：“中国自主研发光刻机，自主建设芯片产业链，将会破坏全球芯片产业链。”总裁先生您这是，在撒泼打滚？别那么着急在地上滚来滚去啊，这才哪到哪啊，等光刻机和芯片的价格被我们打成一折的时候再撒泼打滚也不迟，这就是第二个盾构机，一旦中国全部研发成功必定被打成白菜价，把海外的老牌巨头全部荡空。破坏全球芯片产业链的不是中国，而是美国，是美国强迫我们自主研发的，荷兰方面因此产生的一切损失当然应该由美方负责。可能台积电的工程师只是能把EUV光刻机用好就能把ASML震惊，但我们不是台积电，我们喜欢的不是对着说明书用，而是直接研发制造。为什么去年的时候还感7觉中国离高端EUV光刻机差的很远，今年突然这就全部突破了，一夜之间变化这么大？以前有个题目，问的是一个池塘中的睡莲，已知它每天面积增长一倍，30天能够长满全池，那么铺满一半的时候是第多少天？答案是29天，足足长了29天才铺满池塘的一半。如果你是一个只看表面结果的人，第29天视察池塘的时候会认为睡莲离长满全池还差的很远。但当你第二天过来的时候，会震惊地发现一夜之间整个池塘居然都长满了睡莲。然后，就到了睡莲开花的时候了。在这里恭喜长春光机所、哈工大科研团队和中科院所属单位中科科美，你们三家为我们中国人率先突破了EUV光刻机的三大核心卡脖技术，在这场举国进行的芯片科技竞速中拔得头筹，立下头功。国家给你们发任何奖项，我都双手支持。
2023年4月28日