ASML的前首席执行官温宁克曾经表述过这样一种观点:“中国人极为聪慧,针对中国实施的技术封锁会使西方企业难以持续发展下去。”
有人觉得,温宁克是在讨好中国人,他这么做的目的在于让产品受到中国市场的喜爱,进而获取更多的收益。
还有人觉得,温宁克是在警示西方国家,过度封锁只会事与愿违,解除限制才是正确的做法。
当然,也有人指出,温宁克称中国人极为聪明,这就好比“中国人发明了火药,却仅仅用于放鞭炮”,其隐含的意思是中国人虽然聪慧,却不晓得怎样运用自身的聪明才智。
3月25日,中国科学院发布了全固态深紫外(DUV)激光技术方面的成果,该成果能够稳定输出波长为193nm的相干光,从理论上来说,这一成果可使半导体制造工艺延伸至3nm节点。
在芯片制造里,193nm激光有着极为关键的意义,其为干式深紫外(DUV)光刻机与浸润式深紫外(DUV)光刻机的核心技术中的一项。
它能够光刻出介于7纳米到65纳米之间的芯片,这类芯片的应用范围极为广泛,像智能手机的系统级芯片(SoC)、人工智能(AI)芯片、军工类芯片、汽车芯片、工业控制芯片等均包含在内,其市场占有率达到了70%。
ASML的DUV光刻机大多运用氟化氩(ArF)准分子激光技术,该技术有着气体消耗量巨大、系统繁杂、维护成本高昂等不足之处。
中科院的固态深紫外(DUV)激光技术并不需要稀有气体。其借助自行研制的Yb:YAG晶体放大器产生1030纳米的激光,之后历经四次谐波转换以及光学参量放大等流程,最终得到193纳米的相干光。
乍一看,这仅仅是一个细微的变动,仅仅是将“气态”换成了“固态”,但实际上全然不是如此,它引发的改变是一种连锁反应。
首先,固态深紫外(DUV)激光的各类参数以及光谱纯度,径直达到了可用于7纳米制程商业用途的水平,在提升输出功率与频率之后,能够被应用于制造7纳米、5纳米甚至3纳米的芯片。
要是此项技术得以进行商业应用,即便没有EUV光刻机,我们也能够制造出3nm芯片,这会直接使芯片市场格局发生改变。
其次,若将固态激光技术应用于EUV领域,会产生何种变化呢?或许能够制造出更为先进的芯片,到那个时候局面将会发生转变,在中国将会出现比ASML更具实力的光刻机制造企业。
更为重要的是,固态激光技术属于一种全新的技术,能够完全避开美国专利,甚至有成为我们自身专利群的可能性。
我们完全有能力借助专利对西方国家的光刻机加以限制,从而实现限制芯片制造、阻碍科技发展的目标。
这便是中科院全固态DUV激光技术所引发的变革,毋庸置疑,中科院仍需对这一技术加以持续优化,提高输出功率与频率,以契合商业化芯片制造的要求。
到现在为止,ASML依旧是全球光刻机领域的头号企业,其在全球的市场占有率超过了80%。在中高端的DUV光刻机方面,它所占的份额超过了90%,而在最为尖端的EUV光刻机上,它的份额更是达到了100%。
世界上的先进芯片差不多都是由ASML的设备制造而成的,像苹果仿生芯片、高通骁龙芯片、华为麒麟芯片、联发科天玑芯片、英伟达H100芯片等都是如此。
能够这样讲,要是ASML不供应光刻机的话,全球的芯片制造业就会直接陷入瘫痪状态。
那么,这家源于荷兰的光刻机制造企业,是否掌控着全球芯片的命脉呢?答案是否定的!
在上世纪90年代那个时期,ASML不过是一家毫无名气的小公司,彼时的日本尼康才称得上是光刻机领域的领军者。
在对157nm光源技术进行攻克的时候,出现了奇妙的状况。日本尼康投入大量资金钻研干式技术,台积电的工程师林本坚提出了浸润式技术,不过尼康拒绝了该技术。
在2003年的时候,ASML与台积电合作推出了第一台浸润式光刻机,到了次年,它们又推出了改良版,其波长为132nm,从而实现了对尼康的逆袭。
之后,ASML参与到由美国牵头的EUV联盟当中,获取了EUV技术,且于2013年顺利研制出EUV光刻机。
现今,台积电与三星凭借ASML(阿斯麦)的EUV(极紫外)光刻机,把芯片技术更新到了3纳米。
然而,ASML在获取EUV技术之际,同样签订了一份类似“卖身契”的协议。ASML的光刻机有一半的零部件是由美国企业提供的,即便它收购了掌握光源技术的cymer公司,却仍然受到美国方面的限制。
在中国这个巨大的市场面前,ASML心动不已,始终企图将先进的EUV光刻机销往中国市场,却被美国拒绝了。
美、日、荷三国居然达成了一个所谓的芯片联盟,并且相继颁布了半导体设备限制出口的政策,其中受限的不只是EUV光刻机,连浸润式DUV光刻也包含在内。
ASML在中国市场的销售额出现了下滑态势,公司业绩也开始走下坡路。更为关键的是,这种打压与限制反而刺激了中国的研发投入力度。
科研机构、高校与企业达到了前所未有的团结,政策给予的支持力度极其强大,研发资金也异常雄厚,甚至海外的人才都接连回国效力,中国在光刻机领域取得了快速的发展。
全固态DUV激光技术被中科院取得了突破,哈工大运用核聚变的“Z箍缩技术”来制造极紫外光源,而中科院长春光机所在EUV镜片方面达成了突破。
中国芯片在技术上每取得一次进步,就朝着逆袭超越的目标更近了一步,与此同时,这也让ASML坐立不安。
当下,ASML的高层对中国人的智慧给予了很高的评价,并且大胆地做出这样的预测:西方国家针对中国实行技术封锁将会事与愿违。这种封锁不但不会对中国的发展形成阻碍,反而会激发中国制造业的潜力。
中国光刻机技术的此次突破,正如ASML高管所言,中国芯片已步入自主研发的关键阶段,各项技术与专利研发发展迅猛,终将摆脱技术制约,实现弯道超车。
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