光刻机拆解传闻：逆向工程思维应休矣，自主创新需夯实

文 | 孙永杰

近日一则某企业试图逆向拆解荷兰ASML的DUV（深紫外）光刻机，结果因操作失当导致设备严重损坏，最终不得不求助ASML修理的“黑色幽默”般的传闻在国内半导体圈中引起了强烈关注和讨论。尽管该事件细节尚未被权威渠道证实，但结合当下国内光刻机产业在发展中所遭遇的种种，还是引发了我们对其现在和未来的再思考。

从机床黑箱到DUV系统级壁垒，逆向工程思维应休矣

提及逆向工程，它曾是发展中国家追赶工业强国的“捷径”。

例如20世纪中期，日本通过拆解福特汽车、德国通过仿制英国机床，快速实现相关产业的跃升。但进入21世纪，高端工业装备的复杂性已超越单纯“零件复制”的范畴，转向“隐性知识”与“系统协同”。而此次传闻中的DUV拆解失败，正是这一转向的极端例证，即针对目前高精尖工业设备已经远非“拆得开装不上”的机械问题，而是整个生态的“灵魂缺失”。

事实是，回溯传统工业的反例，上述趋势早已显出端倪。

以德国高精度机床为例，一度业内传闻中的“拆解后自动偏离或锁死”的现象，从纯技术的角度，其并非毫无根据，而是设计层面的容差系统、装配张力与动态补偿机制协同失效的表现（即便精确测量每一个零件，也无法重建其应力平衡）。

比如德国厂商如DMG Mori在出口设备时，常嵌入陀螺仪、GPS模块和软件授权验证。一旦设备被移动或拆解超出授权，系统会触发渐进式失效，包括轴向精度偏移、软件冻结等，导致性能从微米级滑落至毫米级。在2022年俄乌冲突后，部分俄罗斯进口设备曾被曝出现远程停用现象，尽管厂商并未公开承认锁死行为，但这一事件说明了现代机床的系统化安全设计已成行业标准。

具体到中国，也曾有企业曾进口类似设备，并通过自研开源CNC系统（如华中数控）绕过锁定，但这仅适用于软件层，硬件的核心机械结构（如导轨、丝杠）仍需原厂精度，替换后性能可能下降5-10%，而更深层的壁垒还有材料科学的“隐性配比”。例如德国精密丝杠中掺入微量的稀有元素（如钽或铼），通过固溶强化将耐磨度提升数倍，而这种微量添加依赖无数次实验迭代，虽然逆向分析（如X射线荧光）能检测成分，却难还原其在晶体结构中的动态影响。对此，Bosch Rexroth的专利显示，这种知识是商业机密，即便是仿制，也需数年磨损测试。

类似地，日本FANUC导轨的淬火工艺（多次深度冷却与高温回火交替），以确保硬度HRC 58-62与韧性平衡，而据称国内企业简化步骤后，成品寿命仅为原版的30-50%，易生裂纹。需要说明的是，这已不是简单的“偷工减料”，而是忽略了温控曲线的经验积累，即每一步参数偏差，都会放大应力，并最终导致系统级失效。

从上述这些机床的案例我们不难发现，局部可逆，全局难复：零件可测，工艺隐性；系统协同更难重构，而在光刻机上，这种系统协同壁垒被放大到了极致。

据ASML官方与多份行业报告统计，其最新一代EUV系统包含10万个零部件、涉及约5000多家供应商，相较之下，浸没式DUV（ArFi）虽然复杂度略低，但零部件数量同样达数万级，系统集成难度相近。

ASML全球供应商体系，来源：ASML官网、电子产品世界、华金证券研究所

其中核心光学模块由蔡司（Zeiss）独家提供，镜片加工精度达到亚纳米级，任何一次镀膜厚度波动都可能导致系统退化，至于它的对准系统、双工作台、控制算法与曝光同步机制之间的微秒级闭环控制，更是靠上百项嵌入式专利实现。这意味着，即使完全拆解出DUV的所有零件，仍不可能重建那种“系统级协同”。正如华金证券《光刻机深度报告》中所言：高端光学元件的超精密制造与装调技术，是当前高端装备制造业最大短板。

Zeiss SMT DUV光刻机投影物镜产品矩阵，来源：SPIE，Bloomberg，东吴证券研究所

由此可见，ASML的DUV系统并非单纯硬件堆叠，而是光学、控制、材料、算法、软件的融合，就连曝光台上的“振动补偿”都需依赖纳米级气浮系统、双重反馈与AI建模修正。所以所谓的对于DUV的逆向拆解，不是拆得开，而是拆不出“灵魂”。

明知不可而为之背后，体系性锁死的无奈与冒险

如上述，作为业内的厂商，理应明知不可为，那为何还要去尝试？这背后到底发生了什么？

众所周知，自2018年中美贸易战开始，美国主导的出口管制逐步升级。2023年后，美日荷“三边协议”将EUV全面禁售，而在今年，ASML更是明确停止对中国最先进DUV（NXT:2000i以上型号）的出口，甚至存量设备的维修、零部件更换和技术服务也受限。而事实却是，中国依然是ASML的最大客户（去年营收最高占比高达41%），这种高度依赖性始终是中国光刻机产业的软肋。

2024年ASML中国大陆地区营收占比，来源：ASML投资者调研纪要，国金证券研究所

这里先不说国内的中芯国际、华虹、长江存储等晶圆厂逾百台DUV机型，一旦断供，生产线可能出现停滞，据TrendForce报告显示，今年第三季度，中芯国际的7nm良率降至60%以下，部分原因竟是设备老化与维护滞后，也就是说ASML对于中国光刻机的维修、零部件更换和技术服务限制的负面影响也已开始显现。

另据慧博智能投研《光刻机行业深度：核心技术、竞争格局、国产替代及相关公司深度梳理》报告显示，中国光刻机产业链仍处于光机台有进展、光源和光学核心滞后的阶段。例如上海微电子虽然具备90nm级KrF光刻机生产能力，且正在攻关28nm级ArF机型，但光源仍依赖Cymer、Gigaphoton，物镜加工精度则受制于蔡司，且与国际主流的7纳米/5纳米制程存在巨大代差。更令业内担忧的是，即便是现有的国产设备，也常因停机率高、良率不稳而难以被大规模采用。

综上我们不难看到，中国光刻机面临的是体系性封死的窘境，并通过整机、零配件、服务，包括我们现在自主研发部分核心部件的依赖得以体现，加之“自主可控”国家最高战略的背景下，光刻机作为“卡脖子”环节的核心，业内承受的突破压力可见一斑。而这种种压力使得一些决策者和执行者出现短期内急于求成的心理也自在情理之中。

基于此，不管DUV光刻机逆向拆解的传闻是否为真，其背后反映的中国光刻机产业外部极端限制与内部高度渴望相互作用产生的无奈与冒险应是我们正视的事实。而在此事实之上，无论是国内的晶圆厂还是设备商，都希望通过任何手段取得突破。

基础创新到生态协同是正解，切忌“样机思维”类突破

如前述，曾经屡试不爽的逆向工程显然已经不适用于当下高精尖工业设备，尤其是光刻机产业，突破更无捷径，唯有回归基础科学，构建完整生态，方是正道。而这需要我们首先必须正视与国际顶尖水平的代差。

例如目前国内领先的上海微电子已具备90纳米量产能力，并正向28纳米进军，这是巨大的进步，但同时国际主流已在7纳米和5纳米节点进行竞争。针对于此，在技术路径上，国产化进程应脚踏实地，从成熟制程（90nm/65nm）的稳定性和国产替代做起，稳步推进，争取在浸润式DUV的某些关键模块实现突破。

其次是必须集中资源攻克国际垄断的核心环节，例如光刻机的光源和光学系统。

事实是，无论DUV还是EUV的光源，目前尚被Cymer、Gigphoton垄断。为此，我们需要加大对激光物理、高功率光源、以及EUV光源中LLP光源（激光辅助等离子体）等基础科学的投入，建立从原理到工程化的完整技术链。至于光学系统，则必须在超精密光学镜头的材料、研磨、抛光和镀膜等工艺上实现突破。

最后则是必须回到基础科学与生态协同创新。从物理层面看，光刻机的分辨率由光源波长（λ）、数值孔径（NA）和工艺系数（k1）共同决定，而要实现EUV级别的分辨率，不仅要拥有13.5nm波长光源，还要在镜片、控制、掩模、光刻胶等多个环节实现协同创新才行。

这里我们以长期被日本厂商（如JSR、信越化学）垄断的光刻胶为例，其配方、性能直接影响良率，这就需要我们不仅要实现ArF DUV光刻胶、甚至EUV光刻胶的国产化，还需与国产光刻机、刻蚀机进行全流程匹配与验证。

以上述作为标准，中国目前的进展虽然缓慢，但已显露出结构化突破的路径。

例如在核心的光源方面，科益虹源、中科院光电所成功研制248nm和193nm准分子激光器，打破了国外垄断，为DUV国产化奠定了基础；至于光学系统，国望光学、国科精密正在研发NA=0.82~1.35级投影物镜。

科益虹源产品矩阵，来源：仪器信息网，华福证券研究所整理

而在光刻胶与掩膜版方面，南大光电、路维光电、晶瑞电材等实现了ArF正性光刻胶的突破，开始进入晶圆制造验证环节。

在我们看来，这些成果虽尚未形成完整产业链，却标志着中国光刻机生态创新的雏形已现。

到这里，也许有业内称，目前国内的光刻机不是时不时就曝出“突破”的好消息吗？怎么还是雏形呢？这就引出了当下我们在发展光刻机产业时必须警惕的“样机思维”的蔓延。

说到“样机思维”（Prototype Thinking），它是一个工程学和管理学概念，常用于描述技术研发或产品开发过程中的一种常见偏差，表现为过度聚焦于制造出“能动”的原型机（prototype，即初步功能样机），而忽略后续的量产化、稳定性、成本控制和生态集成。这种思维模式在创新驱动的领域（如半导体、机械工程、软件开发）中尤为突出，往往导致“实验室成功、市场失败”的尴尬局面。

当我们明白了“样机思维”，那么所谓的隔三岔五曝出的“突破”，含金量几何想必业内都心中有数。还是之前所述，惟有国内光刻机产业链协同创新，齐头并进，才能最大限度地避免“样机思维”陷阱的自嗨式宣传，做到物尽其用，真正提升中国芯片产业的制造水平。

综上，我们认为，逆向拆解DUV光刻机的传闻，不论真假，都在提醒我们，在信息透明、技术高度集成的今天，试图通过逆向工程在最尖端领域实现突破，无异于缘木求鱼。而惟有像ASML从一个“漏水棚子”起步那样，经历长期的沉淀与协作，打造出真正拥有底层创新能力和完整生态链的光刻机产业体系，甚至从中建立我们自己的第二条技术路径，例如纳米压印（NIL）或电子束刻蚀等非光刻技术，才能最终实现真正的“自主可控”。