中國光刻機(jī)崛起之路

李瑤

伴隨一眾芯片企業(yè)爭相登陸科創(chuàng)板，芯片生產(chǎn)的基礎(chǔ)性工具——國產(chǎn)光刻機(jī)，也被成功推上了科技圈的熱搜榜。

什么是光刻機(jī)

簡單來說，光刻機(jī)就是以光作為刀片，在晶圓上刻畫芯片圖紙的機(jī)器，是芯片生產(chǎn)加工最基礎(chǔ)也最關(guān)鍵的一環(huán)。

中國光刻機(jī)崛起的故事，則要回到20年前。2001年2月27日，中科院院士、北京大學(xué)微電子研究院院長王陽元作了一場關(guān)于“微電子科學(xué)技術(shù)和集成電路產(chǎn)業(yè)”的報(bào)告，分析我國發(fā)展微電子和集成電路產(chǎn)業(yè)的必要性、緊迫性、措施和建議。當(dāng)時(shí)主持會(huì)議的國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)在聽取報(bào)告后，隨即提出：集成電路是電子產(chǎn)品的“心臟”，是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，必須高度重視。

很快，光刻機(jī)成為“十五”期間微電子裝備首要攻關(guān)項(xiàng)目;轉(zhuǎn)年，光刻機(jī)被列入國家863重大科技攻關(guān)計(jì)劃，在科技部和上海市政府共同推動(dòng)下，承擔(dān)攻堅(jiān)項(xiàng)目任務(wù)的上海微電子裝備有限公司（下稱“上海微電子”），也正式成立。

公司剛成立不久，躊躇滿志的總經(jīng)理賀榮明就帶著技術(shù)團(tuán)隊(duì)去歐洲、美國等地開展技術(shù)方面的合作。但當(dāng)賀榮明提出“中國人也要做光刻機(jī)”時(shí)，外國專家的眼神里除了驚訝，還多多少少帶著對中國科技人員的不屑和蔑視，甚至有一名歐洲的高級專家告訴他：“就是給你們?nèi)讏D紙，你們也做不出來?！?/p>

外國專家的話也并非全是虛言。一臺光刻機(jī)由數(shù)萬個(gè)部件組成，對技術(shù)、精細(xì)度、速度的要求高到令人難以想象，就連賀榮明也不得不承認(rèn)：“相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落，始終齊頭并進(jìn)。一架飛機(jī)上伸出一把刀，在另一架飛機(jī)的米粒上刻字，不可以出差錯(cuò)。”

這樣的憤懣，直到多年后上海微電子在先進(jìn)封裝領(lǐng)域設(shè)計(jì)并交付了第一臺國產(chǎn)光刻機(jī)給中國臺灣客戶時(shí)，才一得舒展。客戶跟賀榮明說：“我們真的從來沒想到中國人可以做出光刻機(jī)，作為中國人我為此感到自豪。”

但是，光刻機(jī)分為前道光刻機(jī)和后道光刻機(jī)，前道光刻機(jī)用于芯片制造，后道光刻機(jī)則主要用于芯片封裝。當(dāng)前，全球前道光刻機(jī)完全被阿斯麥、尼康、佳能壟斷，上海微電子可量產(chǎn)的最領(lǐng)先的前道光刻機(jī)則處于90nm工藝制程節(jié)點(diǎn)。90nm光刻機(jī)造出來的芯片，也就相當(dāng)于2004年奔騰四處理器的水平。縱然上海微電子披露將于2021年交付28nm制程的前道光刻機(jī)，也仍與阿斯麥5nm制程光刻機(jī)相差甚遠(yuǎn)。

中國并非從一開始就落后于人

1952年，剛成立不久的新中國就開啟了計(jì)算機(jī)事業(yè)，成立了電子計(jì)算機(jī)科研小組。由于我國第一塊集成電路誕生于1965年，所以業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的說法是，我國利用光刻技術(shù)制造集成電路芯片的時(shí)間也差不多處于1965年前后。

到1985年，機(jī)電部45所研制出了分步投影式光刻機(jī)，被電子部技術(shù)鑒定認(rèn)為，達(dá)到美國GCA公司1978年推出的4800DSW光刻機(jī)的水平。

如果稍作回顧，可以將整個(gè)中國大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈絡(luò)總結(jié)為：上世紀(jì)50年代開了個(gè)好頭，上世紀(jì)六七十年代一路向前，上世紀(jì)80年代上半場僅次于美國，甚至比肩日本，領(lǐng)先韓國。但轉(zhuǎn)折也正巧就出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代下半場。彼時(shí)恰逢日本半導(dǎo)體產(chǎn)能過剩，與美國半導(dǎo)體大打價(jià)格戰(zhàn)，“造不如買”的思想開始在國內(nèi)興起，一大批企業(yè)拋棄獨(dú)立自主、自力更生的方針，盲目走上了以“貿(mào)工技”為指導(dǎo)的發(fā)展路線。

為了加快國產(chǎn)光刻機(jī)的攻關(guān)，2008年，國家層面專門成立了“極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項(xiàng)”（簡稱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)，并已逐漸取得可喜的成就。

但中國光刻機(jī)與國際先進(jìn)水平仍有很大差距，高端光刻機(jī)全部依賴進(jìn)口。光刻機(jī)嚴(yán)重制約了我國半導(dǎo)體的發(fā)展。（據(jù)“財(cái)經(jīng)國家周刊”微信號）