日前，光刻機市場有兩個新的動向，一個是哈爾濱工業大學公布了一項“高速超精密激光干涉儀”研發成果，并獲得了首屆“金燧獎”中國光電儀器品牌榜金獎，被一些人宣稱解決了7nm以下的光刻機難題。

　　一個是國內某公司開發了SAQP技術，可以做到不需要EUV光刻機的前提下，實現了7納米工藝，在此基礎上，還可以實現5納米工藝，并且在經濟上還沒有達到極限。

　　事實上，這些動向消息，又引發了大量網友與業內人士盲目自嗨。從過去一年來看，從光子芯片到量子芯片、超分辨率光刻機等等，各種繞過光刻機路線的方案曾經多次引發了業內的沸騰。

　　但事實上，這些路徑的研究，還停留在實驗室的設想層面，而圍繞光刻機的制造與工藝層面的眾多難題的解決，不僅需要工藝精度的突破，也需要基礎理論與創新層面的進一步突圍。

　　而就在前段時間，《中國科學院院刊》刊載了駱軍委、李樹深的文章《加強半導體基礎能力建設，點亮半導體自立自強發展的“燈塔”》，文章指出：

　　由于西方制裁，包含下一代半導體工藝GAA制程有關的PDK的EDA工具對中國全面封鎖，我國半導體產業發展進入“黑暗森林”。引發了業內熱議。

　　中國半導體產業進入"黑暗森林"的原因核心在于，半導體領域的技術含量極高，上游包括EDA軟件/IP模塊、半導體設備與材料，中游是芯片設計、制造、封裝和測試；下游是各類電子產品，涉及大量材料、化學試劑、特種氣體、設備與配件等。

　　正如中國科學院院士王陽元指出：半導體產業鏈上游的任何一種材料、一種設備甚至一個配件都可能成為制約競爭者的手段。

　　雖然國內投入了巨大的資金來發展半導體產業，但是在人才儲備和研發實力上仍然存在差距。其次是，涉及到供應鏈、知識產權等方面的復雜問題。在這個產業鏈中，中國目前還主要扮演著低端加工和組裝的角色，核心技術和高端制造仍然受制于西方發達國家。

　　因此，從現實角度來看，黑暗森林是真的，而那些突破、沸騰則更多停留在實驗室層面，距離真正的突破還非常遙遠。

　　中國陷入黑暗森林，重速度不重質量落下的遺留問題

　　從過去40多年中國絕大多數行業的發展看，為了追求速度和規模，往往通過購買引進技術，也因此犧牲了基礎研發與創新，在頭部企業完成規模取得行業地位之后，大多數企業卻并沒有自主創新的動力，大而不強成了不少企業的通病。

　　芯片行業的困境，也源于過去這種只追求發展速度而不求發展質量而落下的遺留問題，導致積重難返，在基礎研發與底層基礎設施層面受制于人。

　　我國光刻機的研發早在上世紀50年代就開始了，雖然比歐美國家晚了點，但也算起了個大早，但是到了80年代，一種“造不如買，買不如租”的觀念風靡全國，認為從國外買回來的設備馬上就可以使用，比自己研發要快得多。這種理念的影響，用于光刻機研發的資金越來越少，最后導致幾乎停滯。

　　直到今天，光刻機技術的研發在停滯幾十年之后，這種困境不是一時半刻能夠解決。

　　一個簡單的道理是，沒有半導體基礎研究很難在半導體產業上彎道超車，我們可以聚焦下一代技術的研發，類似于電動車對燃油車的革命，但目前的各種路徑嘗試也還處于試錯與探索階段，距離真正的成功還有很遠的距離，現在還不是自嗨與盲目膨脹的時候。

　　因為別人已經走得很遠，當被卡脖子的時候，才意識到問題，其實時間上已經晚了很多了，短時間要追趕，哪有那么容易。

　　當然，中國速度在過去一直是國人引以為傲的一個優勢，這使得一天一個突破也容易讓國人沸騰，但現實卻并不樂觀。

　　光刻機領域我們一直在追求繞過傳統光刻機技術，從下一代技術出發去布局，通過量子芯片、光子芯片、芯片堆疊等路徑去實現彎道超車，是國內的一個思路，但更多還處于探索階段，距離超越還有很長的距離。

　　國產光刻機趕超國外，缺了什么？

　　而在傳統的光刻機的研發層面，目前難題恰恰在于制造的精度上，光刻機的三個核心部分：光源，物鏡系統，工作臺，都需要頂級的鏡頭和光源以及極致的機械精度與復合材料。

　　先進光刻機制造的第一個難點就是機器的光源問題，目前也只有美國的Cymer掌握著成熟制造技術，其他發達國家都是向其采購預定。

　　其次是反射鏡。能夠達到光刻機要求的多層膜反射鏡，目前只有德國老牌鏡頭制造廠家蔡司能夠拿出來，這一產品也安裝在了ASML家最新研制的光刻機上，以實現EUV波段的高反效率。

　　而復合材料是來自日本。目前芯片生產所用的光刻膠，高純化學品多數是日本的專利產品，這些原料，都要求極高的精度和純度，在精細加工方面，這是日本的傳統強項，一直是世界領先。

　　此外，限制我國芯片產業發展的另一個關鍵問題是工業軟件，國內集成電路企業使用的基本為國外EDA軟件。如何解決EDA軟件的國產化問題，也是一大難題。

　　總的來說，芯片制造的光刻膠、光刻機的原理業內都知道，但關鍵是工藝的難度與精度非常高，上下游的技術與原材料短板還很多，盲目樂觀誤導了對產業的正確認知。

　　荷蘭ASML生產的EUV光刻機，其精度可以達到5nm的級別，它所需的零件超過10萬個，而且90%以上的零配件都需要從多個國家進口，以EUV所用的鏡頭為例，全部由世界頂級鏡片制造商蔡司提供，他們生產的各種鏡頭、反光鏡和其他光學部件，沒有任何一家公司能模仿的來。

　　這種制造精度難以達成的背后，也是人才的缺失。

　　華為CEO任正非說的：“不論設備軟件和技術，花時間就能解決，中國真正缺的是人才！” 光刻機涉及的專業領域很多，是光學、流體力學、數學、高分子物理與化學、表面物理與化學、精密儀器、機械加工等幾十種領域的頂尖科技產物，這些學科的基礎就是數學，物理和化學。

　　新技術的突破，從設想與實驗室環節到量產，需要時間，也存在變數

　　哈爾濱使用“高速超精密激光干涉儀”可以實現光刻機在光刻過程中對晶圓、物鏡系統、工作臺位置的超精準定位。如果沒有配套的激光干涉儀，國產光刻機等設備的調試、生產工作就無法進行。

　　該設備的核心技術突破，為國內發展先進芯片的制造技術增加了一定的技術儲備，為實現高端光刻機設備國產化創造了一定的條件，但是生產光刻機所需要的工藝問題依然是當前無法短時間內攻克的難點，這是我們需要認清的事實。

　　此外從近期出現的SAQP技術來看，其實就是四重曝光技術。有人說，如果國內的DUV光刻機可以配合SAQP技術，再搭配上先進半導體材料，打造一條7nm芯片生產線，難度應該不會太大。

　　但事實上，這事英特爾之前已經干了，英特爾在10nm遇到了瓶頸，于是把10nm的密度預期提升到了2.7X了，并且直接上SAQP，還一口氣上了SOAG、SDB、Co互聯，然后Intel就因為SAQP翻車了。

　　因為采用SAQP技術造成良率較低，這可能是遲遲無法規模量產的主要原因。在那之后，英特爾一直未對外公布10nm量產進度。

　　我們從iPhone的迭代中，可以看到先進芯片制程的發展歷程，iPhone 5S ，28納米。

　　iPhone 6 ，20納米；iPhone 7 是16納米；iPhone X 是10納米；iPhone 11，7納米；iPhone 12，5納米；iPhone 13，5納米；

　　從目前已知的確切的信息可以知道，國產光刻機是是90nm制程，當前仍處研發階段，另一大差距是光刻膠我們處于起步階段。

　　綜上從iPhone5s到iPhone13，芯片工藝制程從28nm發展到5nm，中間歷經了9年時間，國內如果從90nm發展到5nm，保守預計要10年以上，按照中國速度把時間壓縮一半，也需要5年時間。

　　從SAQP技術到其他彎道超車的路徑，并非不存在，但設想、專利以及實驗室的研究距離量產與應用還有非常遙遠的距離，中間還存在許多變數，也需要時間。

　　務實的心態去看待難題，才能對產業有真正的敬畏

　　黑暗森林"這個概念最初是科幻小說《三體》中提出的，用來描述外星文明之間的戰爭策略，但是這個概念也被用來形容某些領域的競爭狀態。在半導體領域中，"黑暗森林"指的是競爭激烈、信息不對稱、謹慎保密的競爭環境。

　　總的來說，以光刻機為代表的半導體產業被困在“黑暗森林”是真，突破7nm、5nm是假。單單是半導體行業制造用的硅，目前中國幾乎所有中高端硅晶圓都靠進口。

　　這是我們需要認清的現實，少點沸騰與自嗨，扎實研發，不妨從基礎的KrF乃至I線光刻機入手，真正投入研發吃透，建立起技術和系統的迭代基礎，而這一過程，正是新型舉國體制大有作為的舞臺。

　　要將短板環節解決掉，中國半導體產業目前仍然面臨巨大的挑戰和壓力，一方面需要在技術研發、人才培養、政策引導等方面持續投入與迭代，在半導體制造設備的材料與工藝、制造技術層面不斷突破，補齊短板，直到真正拿出量產的先進光刻機產品，我們再沸騰也不晚。

　　一方面要圍繞下一代晶體管的材料、器件與工藝等方面進行持續的探索與專利布局，卡住下一代技術，才有往淘汰上一代技術，形成反制手段。

　　自嗨式膨脹，無力解決現實的難題。國產光刻機的重大突破，其實需要對產業有敬畏，而非誤判形勢。

　　彎道超車，繞過光刻機的路徑，需要不斷嘗試，不僅僅是國內，在中國超分辨率光刻機之外，美國的電子束光刻機，日本的納米壓印設備，都在對傳統的光刻機技術發起挑戰。但實驗室的研究階段、專利布局與量產是兩個不同概念。

　　我們需要有務實的心態去認識到真正的難題，才能對產業有真正的敬畏，才能有真正的反思與努力的方向，才有望在5~10年內從根源上解決光刻機的難題。任重道遠，我們依然保持期待。

　　其實從特朗普開始折騰黑名單這事，大家就都認定，光刻機、芯片這些事再難也得靠自己，思路很明確、資源給的也多，可是五六年過去了，結果一言難盡。

　　2022年，情勢更為惡化，美國的芯片法案正式實施了，光刻機禁令、芯片禁令、“芯片四方聯盟”（Chip4），對美國來講，好處就太多了，產業鏈排華，制造業回流美國，限制中國高科技發展，拿到芯片的主導權。

　　一開始，很多企業是抱著博弈的態度來看這事的，畢竟中國是最大的市場，荷蘭的ASML甚至來中國參加了進博會，顯然是想繼續做中國的生意，但幾年時間，美國大棒加蘋果的措施基本也讓這些公司死了心。

　　今年，荷蘭還是加入了美國的陣營，日本追隨美國的態度也越來越堅定，霸權雖然不得人心，但是真的好用。

　　也就是說，五年過去了，“卡脖子”的被動局面沒啥大變化。

　　中國半導體協會發聲，美國此舉傷害中國的同時，也會傷害世界。

但是喊話和自嗨對國產半導體技術發展和國產光刻機的研制有什么實質性推動嗎？

告別自嗨，務實為真。

　　中科院在最新的院刊中提出了建議：

　　1、建立跨部門協調機制，并建議以半導體產值的10%為標準，匹配半導體的研究經費；

　　2、恢復半導體物理專業，彌補歷史欠賬；

　　3、建立半導體基礎研究網絡，帶動基礎研究向半導體領域回流；

　　4、全國建立10個左右大型區域聯合創新平臺，聯合公關共性技術；

　　5、大力扭轉實用主義主導科研的弊端。

       工作量不少，但是只有立足腳下，腳踏實地一點點的去彌補這些欠缺的技術才有可能走出，中國人民自己的半導體光刻機之路。

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