國(guó)產(chǎn)***EUV與DUV的分類

ASML發(fā)表聲明回應(yīng)荷蘭政府即將出臺(tái)的半導(dǎo)體設(shè)備出口管制措施。ASML稱，這些新的出口管制措施側(cè)重于先進(jìn)的芯片制造技術(shù)，包括最先進(jìn)的沉積設(shè)備和浸潤(rùn)式光刻系統(tǒng)，ASML將需要申請(qǐng)出口許可證才能發(fā)運(yùn)最先進(jìn)的浸潤(rùn)式DUV系統(tǒng)。ASML強(qiáng)調(diào)，這些管制措施需要一定時(shí)間才能付諸立法并生效。

外交部例行記者會(huì)上，有媒體提問(wèn)，據(jù)報(bào)道，荷蘭外貿(mào)與發(fā)展合作大臣施賴納馬赫爾向荷議會(huì)致函稱，出于國(guó)家安全考慮，荷蘭將于今年夏天之前對(duì)其芯片出口實(shí)施限制性措施。中方對(duì)此有何評(píng)論？

外交部發(fā)言人毛寧表示，中方注意到有關(guān)報(bào)道，對(duì)荷方以行政手段干預(yù)限制中荷企業(yè)正常經(jīng)貿(mào)往來(lái)的行為表示不滿，已向荷方提出交涉。

01

EUV與DUV的分類

目前的***主要分為EUV***和DUV***，二者的最大的區(qū)別在光源方案。

DUV是深紫外線（Deep Ultraviolet Lithography），EUV是極深紫外線（Extreme Ultraviolet Lithography）。前者采用極紫外光刻技術(shù)，后者采用深紫外光刻技術(shù)。

EUV的光源波長(zhǎng)為13.5nm，但最先進(jìn)DUV的光源波為193nm，較長(zhǎng)的波長(zhǎng)使DUV無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高的分辨率，因此DUV只能用于制造7nm及以上制程的芯片。

EUV是未來(lái)光刻技術(shù)和先進(jìn)制程的核心。為了追求芯片更快的處理速度和更優(yōu)的能效，需要縮短晶體管內(nèi)部導(dǎo)電溝道的長(zhǎng)度，而光刻設(shè)備的分辨率決定了IC的最小線寬。因此，***的升級(jí)就勢(shì)必要往最小分辨率水平發(fā)展。***演進(jìn)過(guò)程是隨著光源改進(jìn)和工藝創(chuàng)新而不斷發(fā)展的。EUV作為5nm及更先進(jìn)制程芯片的剛需，覆蓋了手機(jī)SoC、CPU、GPU、1γ工藝DRAM等多種數(shù)字芯片，譬如蘋果的A15、高通的Gen1及以后系列芯片等。

從兩種***的市場(chǎng)應(yīng)用來(lái)看，EUV***是芯片行業(yè)目前最尖端的技術(shù)，主要用于生產(chǎn)5nm及以下的芯片，這些芯片主要用來(lái)生產(chǎn)蘋果、高通、三星等手機(jī)及平板處理器，也主要集中在消費(fèi)領(lǐng)域；其他60%以上的工業(yè)還不需要5nm及以下的芯片制程和技術(shù)，這類芯片主要由DUV***生產(chǎn)，覆蓋大部分的圖像傳感器、功率IC、MEMS、模擬IC以及邏輯IC等。

02

***的起步

1961年，美國(guó)GCA公司制造出了第一臺(tái)接觸式***。關(guān)于中國(guó)最早的***，有一種說(shuō)法是1966年，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所的前身——109廠與上海光學(xué)儀器廠協(xié)作，研制成功中國(guó)第一臺(tái)65型接觸式***。

70年代初，美日等國(guó)分別研制出接近式***，而中國(guó)卻一直停留在接觸式***。

1977年，江蘇吳縣舉行了全國(guó)性的***座談會(huì)，明確要改進(jìn)光刻設(shè)備，盡快趕超世界先進(jìn)水平。于是清華大學(xué)精密儀器系、中電科45所等先后投入研制更先進(jìn)的***。隨后在1985年，中電科45所研制出的分步式投影***，通過(guò)電子部技術(shù)鑒定：達(dá)到美國(guó)GCA在1978年推出的4800DSW***水平。當(dāng)時(shí)，ASML才剛剛誕生。

如此來(lái)看，國(guó)產(chǎn)***還算是擁有一個(gè)還不錯(cuò)的起點(diǎn)。然而由于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體力量太薄弱，在擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放的背景下，“造不如買”的思潮迅速蔓延全國(guó)。因此，國(guó)產(chǎn)***雖然研發(fā)出來(lái)，卻沒(méi)有很好的下游應(yīng)用市場(chǎng)，無(wú)法真正走上市場(chǎng)和商業(yè)化的道路，只能停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

此后的二三十年，這種現(xiàn)實(shí)愈演愈烈，中國(guó)***對(duì)外的差距也越來(lái)越大。在缺芯少魂的擔(dān)憂下，中國(guó)喊出了“砸鍋賣鐵也要研制芯片”的口號(hào)。在中國(guó)必須掌握集成電路的主動(dòng)權(quán)的戰(zhàn)略重視下，國(guó)產(chǎn)***重新艱難起步。

2002年，***被正式列入“863重大科技攻關(guān)計(jì)劃”。2008年，國(guó)家又成立“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項(xiàng)”（02專項(xiàng)），以建立自主的高端光刻技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力作為重大、核心的戰(zhàn)略目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)將近20年的攻關(guān)，***的集成技術(shù)終于完成從0到1的關(guān)鍵突破，在雙工作臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、物鏡系統(tǒng)、光源系統(tǒng)方面均有企業(yè)相繼研發(fā)成功。

在光源方面，中國(guó)科益虹源公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的首臺(tái)高能準(zhǔn)分子激光器，以高質(zhì)量和低成本的優(yōu)勢(shì)，填補(bǔ)中國(guó)在準(zhǔn)分子激光技術(shù)領(lǐng)域的空白，其已完成了6kHZ、60w主流ArF***光源制造。

在光學(xué)鏡頭方面，盡管與卡爾蔡司、尼康等公司還有非常大的差距，但2020年奧普光學(xué)曾在互動(dòng)平臺(tái)表示，公司生產(chǎn)的Caf2光學(xué)晶體應(yīng)用范圍較廣，客戶可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品可以用于***的光學(xué)系統(tǒng)中。不過(guò)，去年7月，奧普光電在互動(dòng)平臺(tái)表示，公司目前沒(méi)有產(chǎn)品用于***項(xiàng)目。

在***整機(jī)生產(chǎn)（中游）方面，上海微電子是國(guó)內(nèi)技術(shù)最領(lǐng)先的光刻設(shè)備廠商，其90納米的***已獲得突破。

中國(guó)***的制造力量正在不斷加強(qiáng)，然而目前中國(guó)的***量產(chǎn)能力只有90nm，中國(guó)在實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的芯片制造中仍然困難。與此同時(shí)，在***進(jìn)口道路上同樣暗潮涌動(dòng)。先是在2019年，美國(guó)限制ASML研發(fā)的最先進(jìn)EUV設(shè)備銷往中國(guó)。如今更進(jìn)一步，似乎對(duì)DUV的出口也要作出新的限制。 03

國(guó)產(chǎn)***的行軍難

回到本次討論的DUV上。ASML強(qiáng)調(diào)：“新出口管制并不適用于所有的浸入式光刻工具，而只適用于所謂‘最先進(jìn)的’”。另外ASML還指出，先進(jìn)程度相對(duì)較低的浸潤(rùn)式光刻系統(tǒng)已能很好滿足成熟制程為主的客戶的需求。

由于DUV***中的浸潤(rùn)式***分很多種型號(hào)，有些只能生產(chǎn)14nm以上工藝，有些能夠生產(chǎn)最高7nm工藝。所以浸潤(rùn)式***，究竟哪些能夠賣，哪些不能賣，就成為了大家最關(guān)注的問(wèn)題。

目前ASML浸潤(rùn)式的***主要有三種型號(hào)，分別是TWINSCAN NXT:2050i、TWINSCAN NXT:2000i 和TWINSCAN NXT:1980Di。由于沒(méi)有收到明確定義，ASML將“最先進(jìn)”解讀為“TWINSCAN NXT:2000i及后續(xù)浸沒(méi)式系統(tǒng)?！?/p>

根據(jù)ASML的解讀，其NXT:2000i及之后的浸沒(méi)式光刻系統(tǒng)將會(huì)受到出口限制。這也意味著，NXT:1980Di仍將可以出口，即國(guó)內(nèi)大量采用NXT:1980Di進(jìn)行成熟制程制造的晶圓廠將不會(huì)受到影響。

一方面，根據(jù)ASML官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，TWINSCAN NXT:1980Di的分辨率是大于等于38nm，數(shù)值孔徑是1.35NA，每小時(shí)可以生產(chǎn)275片晶圓。目前這臺(tái)浸潤(rùn)式***，普遍用于14nm及以上的芯片制造。理論上NXT:1980Di依然可以達(dá)到7nm，只是步驟更為復(fù)雜，成本更高，良率可能也會(huì)有損失。足以見(jiàn)得，主要的成熟芯片的生產(chǎn)并未受到影響。

另一方面，中國(guó)擁有ASML難以放棄的廣闊市場(chǎng)。根據(jù)ASML財(cái)報(bào)，2022年該公司共出貨345臺(tái)光刻設(shè)備產(chǎn)品，其中有81臺(tái)浸沒(méi)式DUV***（ArFi），占比為23%。所有產(chǎn)品中，42%銷往中國(guó)臺(tái)灣，29%銷往韓國(guó)，14%銷往中國(guó)大陸，銷往美國(guó)的只有7%。

高端***集合了全球各國(guó)最頂尖的科技，如：德國(guó)的蔡司鏡頭技術(shù)、美國(guó)的控制軟件和光源 、日本的特殊復(fù)合材料等，下游廠商為了獲得優(yōu)先供貨權(quán)紛紛投入巨額資金支持ASML研發(fā)。所以，國(guó)產(chǎn)***的突圍并非易事。目前，國(guó)產(chǎn)的深紫外線***正處于研發(fā)的關(guān)鍵進(jìn)程之中。在這背后，包括上海微電子在內(nèi)的多位國(guó)產(chǎn)玩家正在攻關(guān)。

在ASML的通路受阻之后，中國(guó)企業(yè)采購(gòu)DUV***的通路，還剩下尼康和佳能。目前，日本也尚未表明態(tài)度。未來(lái)向外采購(gòu)這條道路將會(huì)變得越來(lái)越不確定。在這種情況下，自主研發(fā)***的提速將變得愈發(fā)迫切。

中國(guó)龐大的半導(dǎo)體市場(chǎng)需求擺在這里，市場(chǎng)需求必然會(huì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新去逐步攻克***技術(shù)。但目前關(guān)于國(guó)產(chǎn)***和芯片等研發(fā)的進(jìn)程，都是在實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)中，真正能落實(shí)到量產(chǎn)和生產(chǎn)線的，還會(huì)有很懸殊的路要走，才能最終落地。

除了加大力量研發(fā)***之外，中國(guó)還在嘗試其他芯片路線。比如光芯片，量子芯片等等，在最近幾年已經(jīng)取得了一定突破，目前中國(guó)已經(jīng)有不少企業(yè)申請(qǐng)了量子芯片技術(shù)相關(guān)專利，如果未來(lái)量子芯片能夠得到應(yīng)用，這將有利于我們減少對(duì)傳統(tǒng)硅基芯片的依賴。

編輯：黃飛

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