突破和改變正在發(fā)生。

文 ｜ 華商韜略 李慕白

國人普遍對光刻機唉聲嘆氣之時，全球光刻機龍頭ASML首席執(zhí)行官彼得·溫寧克卻曾表示：

“如果不將光刻機賣給中國，五年之內，他們必將掌握所有的EUV光刻技術，十五年之后，ASML公司或將失去行業(yè)話語權！”

我們能做到嗎？

【1】艱難開局

1956年，周恩來總理收到了一份六百萬字的草案，在這份《十二年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃》中，中科院的學部委員們提出了57項重點發(fā)展任務。

看著厚厚的資料，周總理向專家們請教：“這么多重點，國務院應該主要抓哪些？”

最終，57項任務被凝結為四大緊急措施：計算技術、無線電電子學、自動學和遠距離操縱技術，以及半導體技術。

新中國對半導體的重視的確不算晚。兩年后，美國德州儀器的基爾比、仙童半導體的諾伊斯，才幾乎同時做出人類史上的第一塊集成電路，打開了潘多拉魔盒。

作為集成電路（芯片）制造的必備設備，光刻機從此走上歷史舞臺，走進發(fā)展快車道。中國光刻機的發(fā)展，也從此時開始。

1961年，美國GCA公司制造出了第一臺接觸式光刻機。而一個廣為流傳的說法是，1966年，中科院下屬109廠就與上海光學儀器廠協(xié)作，研制成功了我國第一臺65型接觸式光刻機。

早期的光刻機復雜程度和照相機差不多，技術難度不高，所以大家的差距也沒那么大。

半導體市場的快速發(fā)展，推動著光刻機的需求和生長。日本的佳能、尼康，美國的GCA公司，以及接受軍方投資的Perkin Elmer公司，都開始進入這一領域，中國雖然相對落后，但在相當長時間內，也算是亦步亦趨地緊跟產業(yè)步伐。

即便在動蕩年代，中國也依然在向光刻機產業(yè)發(fā)起沖鋒，雖然這個過程充滿艱辛。

1971年，在江西鄱陽湖畔學習水稻種植的徐端頤，突然接到一個來自北京的電話，原本就是清華大學精密儀器系教師的他，要回京負責新一代光刻機的研發(fā)。

清華大學為徐端頤配備了數百人的團隊，有技術超群的鉗工，有搞精密機械加工的，還有從其他單位調來的搞計算機控制的老師和技術工人。群賢畢至，卻沒有一個人搞過光刻機。

組建這樣一個“草臺”班子，多少有些無奈。

新中國剛成立沒多久，美國、英國、日本等17個國家，搞了個國際巴黎統(tǒng)籌委員會（簡稱巴統(tǒng)），旨在限制成員國向社會主義國家出口戰(zhàn)略物資和高技術，列入禁運清單的有軍事武器裝備、尖端技術產品，中國也在封禁之列。

隨著半導體的蓬勃發(fā)展，光刻機也被巴統(tǒng)列為尖端產品，對華實行禁運。而國內很少有從事光刻機的專業(yè)人才，只能從相關學科中調兵遣將。

底子薄、基礎差，還有“巴統(tǒng)”這樣的鐐銬，落后在所難免。

1973年，美國PerkinElmer公司推出首臺掃描投影光刻機，這種光刻機精度高，又改變了把光掩模壓在光刻膠上的技術路線，芯片生產的良率從10％一夜之間提升到70％。但國內仍停留在接觸式光刻機時代。

落后就要挨打，深深地刻在一代人的印記里，得到消息的中國決心奮起直追。

1977年，在江蘇吳縣（今蘇州吳中區(qū)），專門開了一場光刻機技術座談會，與會的67名代表指出：光刻設備和工藝極為重要，要提高光刻機技術，讓中國半導體設備趕超世界先進水平。

人的潛力，在中國第一代光刻機從業(yè)者身上發(fā)揮到極致。

沒有資料，只能靠自己摸索，徐端頤和團隊成員邊干邊學，沒日沒夜地加班攻關，終于在1980年造出了國內第一臺投影光刻機。

1985年，中科院45所在光刻機領域取得了重大進展，研制出分步投影式光刻機，被認定達到了1978年美國GCA公司推出的光刻機水準。當時，日后的光刻機巨頭ASML公司才剛剛誕生。

國產光刻機有一個好的起點，但尷尬的是，因為當時國內半導體產業(yè)整體太薄弱。國產光刻機雖然研發(fā)出來，卻沒有很好的下游應用市場，無法真正走上市場和商業(yè)化的道路，只能停留在實驗室研究階段。

此后的二三十年，這種現實愈演愈烈，中國光刻機對外的差距，也越來越大。

【2】蹉跎歲月

1977年7月，鄧小平邀請30位科技界代表在人民大會堂召開座談會。

在那場座談會上，中國半導體靈魂人物王守武說得很直接：

“全國共有600多家半導體生產工廠，一年生產的集成電路總量，只等于日本一家大型工廠月產量的十分之一�！�

王守武的一句話，將中國半導體產業(yè)的家底抖了個干凈。

在20世紀60年代后期，中國一度采用群眾運動的方式搞半導體。當時，報紙上甚至出現了如此報道：街道老太太在弄堂里架一臺擴散爐，也能做出半導體。

蠻干硬上，產業(yè)發(fā)展違背科學規(guī)律，國內的芯片產業(yè)基本處于分散的手工式生產。在同一個時期，日本則依靠“產、官、學”相互協(xié)作體系，成為全球半導體市場的有力競爭者，其光刻機技術也取得長足的進步。

1984年，尼康推出量產型自動化步進式光刻機，憑借良好的性能，一如太平洋戰(zhàn)爭初期那般，印刻著“Made in Japan”的光刻機，把美國廠商打得節(jié)節(jié)敗退。尼康甚至從美國廠商GCA手里奪下了IBM、英特爾、AMD等一系列大客戶。

一消一漲之間，中國與世界先進水平的差距，被拉得更大了。這種差距感染了規(guī)劃工作者，中國半導體行業(yè)由此開始了急進式的追趕之路。

從1986年到1995年，國家部委先后組織了半導體領域的“三大戰(zhàn)役”：531戰(zhàn)略、908工程、909工程。規(guī)劃工作者希望通過市場化和運動式的集中攻關并行，換取半導體技術的進步和產業(yè)跨越的發(fā)展。

但國內如火如荼的造芯運動，卻沒有成為國產光刻機的幸運時刻。

改革開放，讓美、日光刻機廠商緊盯著中國市場，再加上國產光刻機性能本就落后，國內好不容易起來的半導體企業(yè)和光刻機市場需求，卻成了送給外資的禮物。

為迅速搶占中國光刻機市場，國際廠商除了常規(guī)競爭，可謂是千方百計。一些企業(yè)甚至還推出特別福利：買光刻機，送出國游。

國門剛開，中國的廠長經理們總想出去看一看、玩一玩，順便學些先進經驗回來。再加上對方的產品的確優(yōu)秀，所以國內企業(yè)普遍就選擇了國外光刻機。

許多原本購買徐端頤團隊投影光刻機的公司，紛紛取消了訂單。

本身就落后，且沒有什么市場的國產光刻機，此時處境更加尷尬。產品賣不出去，從市場上找不到錢的同時，連生存也被釜底抽薪：

在20世紀80年代初，我國實行“撥改貸”的政策，將政府對國有企業(yè)的財政撥款，改為企業(yè)向銀行貸款，導致國家對電子工業(yè)投入的減少。

既贏不了市場，也沒了國家經費支持，國產光刻機因此站到懸崖邊，許多光刻機項目紛紛下馬。

芯片產業(yè)日新月異，光刻機亦是如此。當步伐停下后，曾經尚可奮力一爭的國產光刻機，與國際同行的差距因此被迅速拉大，甚至幾乎處于停滯狀態(tài)。

曾經編寫過《光刻掩模版的制造》武漢無線電元件三廠，一度還賣起了副食品。徐端頤團隊也退出了光刻機的研究，轉向光盤技術領域，還拿到了國家發(fā)明二等獎。

【3】從頭再來

2002年，荷蘭南部的邊境小鎮(zhèn)費爾德霍芬，來了一批西裝革履的中國人，他們身上背著一項沉重的使命——研發(fā)剛被列入“863重大科技攻關計劃”的新型光刻機。

帶隊的人，名叫賀榮明，他掌舵的上海微電子公司，由科技部和上海市政府牽頭成立，承擔著攻堅光刻機技術的重任。

1999年，北約入侵科索沃時，美國的電子信息戰(zhàn)癱瘓了南聯(lián)盟幾乎所有網絡通訊系統(tǒng)，讓人們看到了一場信息戰(zhàn)的威力�？萍疾慷啻握匍_緊急會議討論：一旦和美國鬧掰，國家信息安全將面臨怎樣的威脅？

在缺芯少魂的擔憂下，中國喊出了“砸鍋賣鐵也要研制芯片”的口號。在政策的鼓勵下，中國半導體產業(yè)出現了海歸創(chuàng)業(yè)和自主發(fā)展的熱潮，國產光刻機再度覺醒。

賀榮明考察ASML的那一年，國際上的光刻機技術迎來重大突破。臺機電聯(lián)合ASML成功研發(fā)出的新一代光刻機，將芯片制程推進到45nm。ASML憑此脫穎而出，在日后擊敗尼康，成為新一代光刻機霸主。

賀榮明的目標很明確，想和光刻機巨頭ASML公司合作，最不濟也能學到點東西，但對方壓根沒把這群來自中國的客人放在眼里。

ASML公司一位德國工程師直接將光刻機的圖紙拿給他們看，并撂下一句狠話：“就算給你們全套圖紙，你們也做不出來光刻機”。

賀榮明很是生氣，但外國專家的話不無道理，光刻機制造難度太高了，對精度、速度要求已高到難以想象——相當于兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭并進，一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，不可以出差錯。

巴統(tǒng)雖然解體了，但以美國為首的西方國家又搞出了瓦森納協(xié)定。

在瓦森納協(xié)議下，西方國家對中國半導體技術及光刻機等設備出口，一般都遵循“N－2”的原則審批，即比最先進技術落后兩代。如果再在審批過程中適當拖延一下，中國能拿到的，只怕落后三代不止。

在中國必須掌握集成電路的主動權的戰(zhàn)略重視下，國產光刻機還是艱難地重新起步——曾經研發(fā)出投影光刻機的45所，被調至上海微電子，他們的任務是100nm以下光刻機的研究。

2007年，上海微電子宣布研制出90nm工藝的分布式投影光刻機。由于這臺機器大部分元器件是國外的，西方國家立即實行了禁運。辛苦研制的光刻機，遲遲無法量產又成為了擺設。

2008年，國家又成立“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項”（02專項）。吸取了前車之鑒后，除了強攻整機制造，還扶持了一批配套產業(yè)鏈企業(yè)。

比如，中科院微電子所與科益虹源合作研究光源系統(tǒng)、清華大學與華卓精科的開發(fā)雙工作臺系統(tǒng)、浙江大學與啟爾機電共同研制浸沒系統(tǒng)等。

持續(xù)的攻關下，光刻機產業(yè)開始取得突破。2016年，上海微電子終于實現了90nm光刻機的量產。

同年，清華大學團隊和華卓精科成功研發(fā)出光刻機雙工作臺系統(tǒng)樣機，成為繼ASML之后第二個掌握光刻機雙工作臺系統(tǒng)的企業(yè)。

然而，就在形勢不斷向好時，美國揮舞著大棒來了。

2019年5月，美國突然宣布對華為制裁，并且很快將制裁范圍從芯片擴展到更多領域，其中最重要的一個就是，限制國際領先光刻機對華銷售。

【4】持續(xù)突破

2019年6月3日，一架波音C－32A飛機降落在荷蘭首都阿姆斯特丹，專機里坐著的是時任美國國務卿蓬佩奧，美國政壇二號人物。

他此行目的之一，是要阻止一樁中荷企業(yè)間的交易：一年前，中芯國際花費1．5億美元，向荷蘭ASML公司購買了一臺EUV光刻機。

小于5納米的芯片晶圓，只能用EUV光刻機生產。有了這臺光刻機，中芯國際將有望在芯片制程上繼續(xù)追趕，縮短差距。

向來崇尚市場經濟、自由貿易的美國政府，此次索性自打自臉，向荷蘭施壓，并獲得了成功，包括中芯國際在內的中國芯片制造企業(yè)，也因此被卡住了脖子。

2021年11月9日，第三屆進出口博覽會上，全球光刻機龍頭ASML副總裁、中國區(qū)總裁沈波對媒體表示：公司對向中國出口光刻機持開放態(tài)度。

這下可捅了馬蜂窩。因為美國正竭力要求其對華禁售產品，并且步步緊逼，不但要禁售先進制程的EUV光刻機，還要禁售成熟制程的DUV光刻機。

目前，雙方的博弈還在繼續(xù)中。

美國在繼續(xù)施壓，但已經禁了EUV的ASML，顯然不愿意再禁DUV，其CEO彼得·溫寧克就表示，“中國是非常重要的全球市場供應方，世界‘不能忽視這種現實’。”

話說得很委婉，但意思很明確，“一旦向中國斷供光刻機，全球的半導體市場都會有影響�！�

與之對應，2022年第一季度，ASML共交付62臺光刻機，其中有21臺DUV都是銷往了中國大陸。

ASML傾向于支持中國的態(tài)度，并非完全來自國際友誼，也更包括其自身的巨大利益。因為今天的中國，是任何一個全球化企業(yè)不堪承受失去之痛的市場。

2021年，我國集成電路產量3594億塊，出口的集成電路為3107億塊，同比增長了19．6％。谷歌前CEO施密特甚至稱，到了2025年，中國大陸或將成為全球最大芯片產地。

ASML因此擔心：“如果不將光刻機賣給中國，五年之內，我們必將掌握所有的EUV光刻技術，十五年之后，ASML公司或將失去行業(yè)話語權！”

但歸根到底，核心技術還是得掌握在自己手上。就在美國持續(xù)加碼打壓的同時，中國光刻機也迎來了史無前例的再次奮起追趕。

2019年10月，國家大基金二期注冊成立，注冊資本2041．5億，其投資方向之一就是光刻機等核心設備及關鍵零部件。

2020年8月4日，國務院印發(fā)了《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展若干政策》，對進口掩模版等制造光刻機所需要的原材料，實施免征關稅。

2021年2月，全國集成電路標準化技術委員會成立，包括華為、小米、中芯國際、上海微電子、北大、清華等90家單位，基本涵蓋了我國集成電路產業(yè)鏈主要的企業(yè)、科研院所、高校。大家抱團取暖，進一步促進產業(yè)上下游對接。

國產光刻機產業(yè)也迎來突破。上海微電子披露：有望在2022年交付第一臺28nm工藝國產光刻機。盡管這和7nm、5nm仍隔著數代距離，但是差距已經大大縮小。

回想新中國成立之初，一沒資金、二沒產業(yè)基礎，三沒人才儲備，國產光刻機愣是做到了緊跟世界先進水平。

當下，國家政策持續(xù)發(fā)力，相關企業(yè)也在奮力突圍。更為關鍵的是，產業(yè)環(huán)境也今非昔比，國內光刻機的科研基礎、資金實力、產業(yè)上下游，都已達到世界級。集中力量實現再次成功突破，已經到達了臨界點。

在光刻機之前，中國被卡脖子的行業(yè)其實有很多，比如面板產業(yè)，一度這是日韓企業(yè)的天下。沒有技術，處于產業(yè)鏈下游的中國廠商不得不耗巨資采購。

在以京東方為代表的面板企業(yè)努力下，現在，中國已成為全球最大的面板產地。數據顯示，2022上半年中國大陸面板廠商以8400萬片出貨量以及67％市場占有率，雄冠全球。

參照面板行業(yè)，乃至于更多中國產業(yè)突圍的歷史，ASML“或將失去行業(yè)話語權”的擔心，不是沒有可能。

——END——

歡迎關注【華商韜略】，識風云人物，讀韜略傳奇。

版權所有，禁止私自轉載！

部分圖片來源于網絡

如涉及侵權，請聯(lián)系刪除

       原文標題 : 國產光刻機往事：難，真的是難……