(注：28nm光刻機(jī)，這個名字本身并不準(zhǔn)確。因?yàn)榇蟛糠止饪虣C(jī)都是以光源類型來定義的，ASML最先進(jìn)的光刻機(jī)并不叫3nm光刻機(jī)，而是叫EUV光刻機(jī)-EUV，指的是它使用的極紫外光源，波長只有13.5nm。但是，為了方便文字討論，本文暫時將可用于生產(chǎn)28nm工藝芯片光刻機(jī)稱為“28nm光刻機(jī)”。

人類的一個主要特征就是喜歡簡單，討厭麻煩，我們的大腦會自動給許多東西貼上標(biāo)簽，以加快處理效率。——這是千百萬年猿人祖先留給我們的“財(cái)產(chǎn)”。因?yàn)樵橙嗽诿鎸σ矮F的時候沒有時間思考，所以他們需要立即逃跑，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)一些噪音時。歷史時期，那些還在仔細(xì)研究事情的猿人，恐怕沒有時間繼續(xù)他們的DNA，已經(jīng)被劍齒虎吃掉了。

但是，當(dāng)人類發(fā)展到文明時代，這種“自我保護(hù)機(jī)制”就變成了一種尷尬的存在。文明時代的人類不再需要面對野生動物，而是經(jīng)常需要深入思考。這個時候，我們的大腦還是“懶”的，我們經(jīng)常用最簡單的歸因來代替本該長篇大論的分析和思考。

最近“國產(chǎn)28nm光刻機(jī)”的傳說有望在年底交付，引起了很多人的討論。大腦“懶惰”后的歸因效應(yīng)再次出現(xiàn)——很多人認(rèn)為“國產(chǎn)28nm光刻機(jī)”出來了，中國半導(dǎo)體就牛逼了。

其實(shí)想想就明白了:這個影響中國未來和命運(yùn)的命脈產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)鏈極其漫長復(fù)雜的高科技產(chǎn)業(yè)，怎么會因?yàn)檫@個東西的成敗而“冰與火”呢？

當(dāng)初毛主席說“抗日戰(zhàn)爭急不可耐”，也就是說，由于當(dāng)時中日實(shí)力差距較大，我們無法對日本侵略者進(jìn)行“決戰(zhàn)勝利”或“快速勝利”，必須稍微消耗一下對方——這就是所謂的“持久戰(zhàn)”。

現(xiàn)在的邏輯是一樣的。在半導(dǎo)體行業(yè)這么多年，別人的系統(tǒng)比我們的系統(tǒng)強(qiáng)多了，靠一兩件設(shè)備翻身是不現(xiàn)實(shí)的。

01 距離“28nm光刻機(jī)”還有多遠(yuǎn)？

ASML光刻機(jī)作為頂級制造商，擁有5000多家供應(yīng)商，遍布全球。因此，可以說，ASML的光刻機(jī)是由全球智慧制造的產(chǎn)品——如果你讓荷蘭人自己制造，他們就不能制造——ASML的極紫外線光源，使用美國收購的Cymer，光學(xué)鏡片使用德國蔡司，機(jī)電部件使用美國Sparton...

不要說荷蘭，“美帝”本身也不能100%自己制造。

因此，我們的任務(wù)確實(shí)非常艱巨，面對制裁，我們很可能要自己把這一系列的物品都弄出來。

當(dāng)然，這其實(shí)是有益的，因?yàn)闊o論國產(chǎn)化率的最終結(jié)果如何，發(fā)展這些東西總比不發(fā)展好——總有中國公司能拿出商品賺錢。

首先看看國內(nèi)部分光刻機(jī)零部件供應(yīng)商的水平。

僅從這些國內(nèi)公司的水平來看，能夠加工28nm芯片的國產(chǎn)光刻機(jī)的誕生確實(shí)有一定的距離。

理由很簡單：

首先是燈源，目前國內(nèi)的光源仍然是193nm波長的ArF燈源，當(dāng)ASML突破28nm制程時也使用了193nm波長的ArF燈源，這基本上是一致的。

 

先說掩膜版，目前我國最先進(jìn)的掩膜版圖形尺寸為180nm，正在攻關(guān)130nm——離制造28nm芯片的需求還有一段距離。

除了工件臺，ASML最初崛起的一個關(guān)鍵操作就是用水映射，使得193nm的深紫外波長急劇下降到134nm，而實(shí)現(xiàn)這一操作的部件就是浸沒式工件臺。而且目前國內(nèi)最先進(jìn)、量產(chǎn)的操作臺還是干試不浸，所以顯然還不能滿足28nm的技術(shù)要求。

由此可見，國產(chǎn)28nm光刻機(jī)的到來還需要時間，除非我們掌握了繞過ASML經(jīng)驗(yàn)的新路線，擁有全新的生產(chǎn)工藝。

02 在過去的兩年里，中國半導(dǎo)體設(shè)備的進(jìn)步如何？

2021年3月，我們寫了一篇關(guān)于中國半導(dǎo)體裝備行業(yè)的文章——《光刻機(jī)救不了中國半導(dǎo)體》。在那篇文章中，主任主要提到了兩點(diǎn):

首先，不要問芯片怎么樣，要問設(shè)備怎么樣？——光刻機(jī)只是生產(chǎn)線上的一個關(guān)鍵設(shè)備，其它設(shè)備的國產(chǎn)替代和追求同樣重要。

其次，中國半導(dǎo)體裝備公司最缺少的是實(shí)戰(zhàn)機(jī)會。——要讓越來越多的晶圓廠購買國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備，需要讓國產(chǎn)設(shè)備擁有一線行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，并跟隨一線經(jīng)驗(yàn)不斷迭代。

兩年過去了，這兩個字實(shí)際上并沒有落后。

首先回顧一下兩年前中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)的一個大概情況，包括光刻機(jī)。幾種主流半導(dǎo)體設(shè)備的指標(biāo)大致滿足以下條件:

兩年過去了，國內(nèi)廠商的追求大致如下：

總的來說，兩年過去了，中國半導(dǎo)體設(shè)備指標(biāo)的整體進(jìn)步十分顯著，除了光刻設(shè)備外，基本上都進(jìn)入了“28nm-14nm”——根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，2010年左右，國際先進(jìn)水平也只有28nm，直到2015年才完成14nm。

 

那是一個非常令人興奮的消息。

然而，這并不意味著我們現(xiàn)在可以愉快地宣布“28nm芯片可以產(chǎn)業(yè)化100%！”。

怎么了？因?yàn)榱计仿省?/p>

03 提高產(chǎn)量，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備新任務(wù)

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，我們可以制造100%工業(yè)化的28nm芯片，但如果放在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會有點(diǎn)懸。

可以說，制約國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備普及推廣的最重要因素是良品率問題，很可能沒有一個，制約層次主要有兩個：金錢和時間。

先說錢:只有良品率保持在80%以上，生產(chǎn)企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)止損利潤。但現(xiàn)實(shí)是，在28nm工藝生產(chǎn)線上，25%的工業(yè)化產(chǎn)品率已經(jīng)下降到75%。隨著國產(chǎn)化率的提高，良品率也在下降。在50%工業(yè)化的情況下，良品率已經(jīng)下降到60%。

而且臺積電28nm生產(chǎn)線的良品率為96%。

這意味著，為了提高設(shè)備的國產(chǎn)化率，我們必須面對良品率的下降，晶圓工廠必須賠錢。工程師必須盡快調(diào)整升級，然后慢慢提高產(chǎn)量。同時，中國必須在這段痛苦的時期給予資金支持和補(bǔ)貼，幫助公司延續(xù)生命。

先說時間:設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場后，當(dāng)天就不能開始工作了，需要很長時間的調(diào)試工作，現(xiàn)階段也沒有捷徑可走。生產(chǎn)線從建成到大規(guī)模生產(chǎn)，中間可能需要一到幾年的時間。而且，對于我們來說，中間還疊加了提高國產(chǎn)化率的任務(wù)；另外，外部制造商也在進(jìn)步，ASML、應(yīng)用材料，東京電子等企業(yè)可一點(diǎn)也不放慢腳步哦。

哦，對了，提高產(chǎn)量的好方法之一就是配備更先進(jìn)的檢測設(shè)備，這樣才能及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。但是現(xiàn)在檢測設(shè)備的國產(chǎn)化率并不高，所以我們也需要在這部分努力。

總的來說，如果你想高度工業(yè)化地生產(chǎn)28nm和更先進(jìn)的工藝芯片，你需要連續(xù)投資n年以上的投資和再投資。你不僅要投資半導(dǎo)體設(shè)備和材料公司，還要投資下游科技企業(yè)，讓他們有動力購買國產(chǎn)芯片——這樣下游就愿意購買國產(chǎn)芯片，中游就愿意用國產(chǎn)機(jī)器，上游突破設(shè)備做研發(fā)——然后就等著花錢燒出未來。

不僅要氪金，還要爆肝，然后才能追逐，最后實(shí)現(xiàn)超越。

事實(shí)上，半導(dǎo)體領(lǐng)域仍然非常適合中國。因?yàn)榻Y(jié)合韓國人最初發(fā)展面板行業(yè)的故事，我們可以知道芯片和面板都需要非常確定的行業(yè)，所以我們只需要遵循摩爾定律(雖然現(xiàn)在好像快結(jié)束了)，這特別適合像中國這樣的大型玩家燒錢，然后按照市場規(guī)律發(fā)展?！?strong>在世界范圍內(nèi)，中國是最大的芯片消費(fèi)國，其中一個國家擁有全球一半的芯片生產(chǎn)能力。

在這一行業(yè)中，我仍然很相信我們的“資源優(yōu)勢”。

看，這是光刻機(jī)能解決的問題嗎？

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