近段時(shí)間，光刻機(jī)國產(chǎn)化這一話題被媒體和市場再度熱炒。從不久前“2021年中國企業(yè)未來發(fā)展論壇”上北大教授林毅夫關(guān)于“ASML慫了”的驚人言論，到近日華為哈勃宣布入股科益虹源的重磅消息，再度激發(fā)了國人對(duì)光刻機(jī)的“情結(jié)”，關(guān)于國產(chǎn)光刻機(jī)“穩(wěn)了”的觀點(diǎn)甚囂塵上。
暫且不論國產(chǎn)光刻機(jī)是否真的“穩(wěn)了”。僅從近期的兩大事件本身來看，其中之一的北大教授林毅夫發(fā)表的“ASML首席執(zhí)行官擔(dān)心不把光刻機(jī)賣給中國，3年后中國就會(huì)自己掌握這項(xiàng)技術(shù)，根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)，只要掌握這個(gè)技術(shù)，ASML就可能會(huì)退出世界光刻機(jī)市場?！毖哉摚坪蹙陀行┻^于激進(jìn)而不務(wù)實(shí)。
林毅夫表示：“清華大學(xué)突破的SSMB光源，經(jīng)過后續(xù)的研發(fā)升級(jí)，達(dá)到EUV光源的效果并不難；而研制光刻機(jī)所需要的真空、蔡司鏡頭、機(jī)床等技術(shù)，雖然掌握在美國、德國、瑞士等手里，可并不意味著國內(nèi)設(shè)備廠商研發(fā)不了，市場決定一切，何況我們擁有全球最大的市場?！?/p>
乍一看，似乎極為振奮人心，再加上近日華為哈勃宣布入股光刻機(jī)光源系統(tǒng)供應(yīng)商科益虹源的重磅消息，似乎ASML真的“心慌慌”，國產(chǎn)光刻機(jī)“破冰”已經(jīng)穩(wěn)了？
三年讓ASML退出市場！SSMB光源真那么強(qiáng)？
顯然，三年就想讓ASML退出世界光刻機(jī)市場的觀點(diǎn)，在很多理性人士看來，實(shí)在是可笑至極。當(dāng)然，這其中不乏一些“虛張聲勢”的韻味，目的其實(shí)還是為了促進(jìn)ASML能加緊與中國企業(yè)之間的合作。但這種“信手拈來、煽風(fēng)點(diǎn)火”的觀點(diǎn)，在輿論場發(fā)酵之后，對(duì)整個(gè)國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展實(shí)際上并無好處，相反還會(huì)加重整個(gè)產(chǎn)業(yè)的包袱和壓力，令本就激進(jìn)的行業(yè)風(fēng)氣變得愈發(fā)“浮躁”不堪。
實(shí)際上，林毅夫提到的“SSMB光源”，來自于今年2月，一則“清華大學(xué)的一項(xiàng)研究登上最新一期國際頂刊《自然（Nature）》”的消息，論文名為《穩(wěn)態(tài)微聚束原理的實(shí)驗(yàn)演示（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）》，該項(xiàng)目除清華大學(xué)唐傳祥研究組外，還有亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）及德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）參與研究，可以說算是一個(gè)國際合作的項(xiàng)目。
《穩(wěn)態(tài)微聚束原理的實(shí)驗(yàn)演示（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）》論文導(dǎo)讀部分（圖片來源：Nature）
消息一出，就引發(fā)了國內(nèi)輿論針對(duì)SSMB光源的大肆討論，非理性的大部分觀點(diǎn)都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于國產(chǎn)光刻機(jī)的技術(shù)推進(jìn)是極大的助力，有了SSMB光源，國產(chǎn)光刻機(jī)似乎不必懼怕ASML的EUV壟斷了，畢竟論文中似乎提到了SSMB可能被用作未來大功率EUV技術(shù)的光源的信息。
但實(shí)際上，這篇論文的正文內(nèi)容只是一篇典型的關(guān)于同步輻射和粒子加速器的文章，主要的貢獻(xiàn)也在這些方面，對(duì)于光刻機(jī)光源而言，該文的貢獻(xiàn)是相當(dāng)次要的。有閱讀過該文獻(xiàn)的人士曾表示，除了引言和引用之外，這篇沒有任何其他位置提到EUV（極紫外線）或者光刻（lithography）。
而從技術(shù)原理層面來分析，目前主要的兩種加速器光源是同步輻射光源與自由電子激光。同步加速器的光源平均功率較高，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光子數(shù)目較多，但是帶寬較高。自由電子激光器所發(fā)出的光脈沖，則具備帶寬小、亮度高的優(yōu)點(diǎn)，其亮度比同步加速器高100億倍，功率相比同步加速器卻比較小。兩種光源各有利弊，而SSMB技術(shù)就是一種彌補(bǔ)兩種光源差距、整合其優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。且相比目前的EUV光源，SSMB光源最大的優(yōu)勢是能實(shí)現(xiàn)較大的理論功率。功率的增強(qiáng)有利于在保證線寬粗糙度的同時(shí)，提高光刻分辨率，進(jìn)而縮小制程，同時(shí)也有助于降低成本。
SSMB原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)示意圖（圖片來源：《Nature》）
不過，針對(duì)SSMB光源在助力中國實(shí)現(xiàn)EUV光刻機(jī)的自主研發(fā)話題上，即便是唐傳祥的回答也相當(dāng)保守與克制，只提到了：“基于SSMB的EUV光源有望解決自主研發(fā)光刻機(jī)中最核心的‘卡脖子’難題。但是，EUV光刻機(jī)的自主研發(fā)還有很長的路要走，這需要SSMB EUV光源的持續(xù)科技攻關(guān)，也需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈的配合，才能獲得真正成功?！备螞r，SSMB技術(shù)當(dāng)前仍要面對(duì)其他加速器光源技術(shù)的競爭，且僅僅只處于非常理論性的階段，真正要打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈談何容易？
況且，實(shí)際上國際上對(duì)SSMB光源的關(guān)注度也并沒有預(yù)想的那么大。即便是有國外學(xué)者Bakshi· V編寫的《極紫外光刻》（第二版）中提到過“SSMB光源的潛在應(yīng)用之一就是作為未來EUV光刻機(jī)的光源”。這本多達(dá)十章的書中，有整整一章又分為3A和3B專門講的就是光源。書中介紹了數(shù)十種光源技術(shù)，SSMB只有其中一小部分，篇幅占比更多的光源技術(shù)在十種以上。但其實(shí)，國外的主流媒體也鮮有針對(duì)SSMB技術(shù)的報(bào)道，這項(xiàng)技術(shù)未來的實(shí)際價(jià)值只有在國內(nèi)進(jìn)一步獲得實(shí)踐之后才能知道。
最終究竟能否真正有理論上述說的那般價(jià)值，甚至在產(chǎn)業(yè)化和市場化層面比當(dāng)前紅極一時(shí)的EUV更有優(yōu)勢，仍有待商榷。況且，有業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)表示，目前SSMB光源還未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，按照傳統(tǒng)EUV的發(fā)展時(shí)間減半估計(jì)，大約需要14-15年才能達(dá)到EUV目前的水平。更何況發(fā)展SSMB光源本身也有風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)EUV乃至于更低波長的紫外光源的發(fā)展不一定停滯不前。
華為入股科益虹源之后 國產(chǎn)光刻機(jī)能否“破冰”？
入股科益虹源，對(duì)于華為來說的確具備很大的戰(zhàn)略價(jià)值。在華為哈勃入股之前，科益虹源似乎并不為人所知，在產(chǎn)業(yè)界也相當(dāng)?shù)驼{(diào)。據(jù)悉，該公司的控股股東實(shí)際上是中科院微電子所，持股26.6%，主要業(yè)務(wù)就是光刻機(jī)中的三大核心技術(shù)之一的光源系統(tǒng)，是國內(nèi)第一、全球第三的193nm ArF準(zhǔn)分子激光器企業(yè)。
而且，科益虹源還承擔(dān)了“02重大專項(xiàng)浸沒光刻光源研發(fā)”、“02重大專項(xiàng)核心零部件國產(chǎn)化能力建設(shè)”、“02重大專項(xiàng)集成電路晶圓缺陷檢測光源”等國家專項(xiàng)。此外，科益虹源也是國產(chǎn)光刻機(jī)廠商上海微電子的光源系統(tǒng)供應(yīng)商。此前消息也顯示，科益虹源還將與上海微電子整機(jī)單位共同完成28nm國產(chǎn)光刻機(jī)的集成工作。
但即便是獲得了華為哈勃的入股，光刻機(jī)尤其是現(xiàn)今與國際接軌的先進(jìn)EUV光刻機(jī)的國產(chǎn)自研，依然是長路漫漫。從EUV的突破歷史來看，事實(shí)上，中國長春光機(jī)所和美國的英特爾在90年代都盯上了EUV技術(shù)。當(dāng)時(shí)，英特爾說服了美國政府，由英特爾和美國能源部牽頭，集合了當(dāng)時(shí)還如日中天的摩托羅拉以及AMD，還有美國三大國家實(shí)驗(yàn)室，集合幾百位頂級(jí)科學(xué)家成立了EUV LLC組織。
但一直到2017年，英特爾攻克了EUV技術(shù)障礙，才讓ASML成功制造出EUV光刻機(jī)，整個(gè)過程幾乎耗費(fèi)了幾十年的時(shí)間，而且是在得天獨(dú)厚的全球供應(yīng)鏈優(yōu)勢，以及不需要擔(dān)心中途“被斷供”的優(yōu)渥條件下，可想而知這個(gè)技術(shù)難度究竟有多大。
相比之下，中國的條件相對(duì)艱苦且資源稀缺，長春光機(jī)所在國家的支持下，也是直到2017年才算是在“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究”中取得了一定的突破，建立了較為完善的曝光光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái)。但是許多最頂級(jí)的零件我們依然無法獲取，而且在光刻氣體、高端光刻膠、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光學(xué)鏡頭等先進(jìn)技術(shù)的積累上也十分欠缺，牽扯的產(chǎn)業(yè)鏈也紛繁復(fù)雜，想要全部悉數(shù)獲得國產(chǎn)自主的突破絕非易事。
因此，這不僅僅只是資金和人才的問題，更是跨界的產(chǎn)業(yè)鏈能否真正互通融合來攻堅(jiān)克難的問題。華為的入局只能算是給產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化實(shí)力，但論及“破冰”，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上。
國產(chǎn)替代需要循序漸進(jìn)，而非盲目吹捧
由這些事件也可以看出，如今國家層面推行半導(dǎo)體“國產(chǎn)替代”政策，為艱難前行的本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)頻送東風(fēng)，本就是一件好事。但近些年，由于資本“熱錢”的瘋狂涌入，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也出現(xiàn)了越來越多的連環(huán)“暴雷”的案例，從德淮半導(dǎo)體、廣州海芯、陜西坤同、德科碼到震驚全國的武漢弘芯、濟(jì)南泉芯等一大批本來很優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體項(xiàng)目，都難逃“芯騙”們的毒手，淪為圈內(nèi)人私下的談資。
無論是德淮半導(dǎo)體、廣州海芯、陜西坤同、德科碼還是武漢弘芯、濟(jì)南泉芯，編者相信這僅僅只是當(dāng)前國內(nèi)在激進(jìn)國產(chǎn)替代之下的冰山一角，還有更多已經(jīng)爛尾甚至正在爛尾路上的項(xiàng)目由于種種原因并未被曝光。
更不必談如今國內(nèi)越來越多的“意見領(lǐng)袖”，打著為國產(chǎn)替代“正名”的幌子，大肆采用“沸騰體”來煽風(fēng)點(diǎn)火，實(shí)則是為了“圈錢”和“騙補(bǔ)”，讓國家來為其買單。這不僅對(duì)國家經(jīng)濟(jì)和資源是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)和損害，更給國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展平添了“浮躁”的氛圍。
長期下去，影響是極為惡劣的。一方面，國內(nèi)越來越多想賺快錢的投資機(jī)構(gòu)可能瘋狂涌入半導(dǎo)體圈，給本質(zhì)上只能循序漸進(jìn)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的半導(dǎo)體企業(yè)們更大的壓力，這會(huì)持續(xù)引導(dǎo)一些本就不成熟的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)走向錯(cuò)誤的路線，最終被市場快速淘汰、消亡。
另一方面，也會(huì)讓本來想低調(diào)處事的很多優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體公司不得不高調(diào)起來，頻繁露面，為一些流言蜚語而發(fā)聲，自證清白。這不僅進(jìn)一步提升了很多企業(yè)的運(yùn)營成本和壓力，同時(shí)也使得這些優(yōu)質(zhì)本土公司成為當(dāng)下美歐等國頻繁打擊和制裁的對(duì)象，總體來說于國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展大計(jì)頗為不利。
小結(jié)：
綜上所述，無論是當(dāng)下處于輿論漩渦中的光刻機(jī)國產(chǎn)化，還是越來越多被提到的國內(nèi)半導(dǎo)體爛尾項(xiàng)目，都充分說明了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的獨(dú)立自主是需要循序漸進(jìn)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的過程，而非盲目吹捧、無底線營銷。后者不僅會(huì)從底部腐蝕掉半導(dǎo)體國產(chǎn)化已經(jīng)筑牢的根基，還可能會(huì)讓狂風(fēng)驟雨中奮力前行的半導(dǎo)體國產(chǎn)化“巨輪”駛向錯(cuò)誤的航線，讓中國半導(dǎo)體的國產(chǎn)化“錯(cuò)失下一個(gè)十年”。
