中国芯片所需的不只是光刻机，哪怕拥有了EUV，也无法造先进芯片

前沿导读

从最初的EUV光刻机，到后来的浸润式光刻机，几乎已经被美国全面封锁，ASML无法向中国本土企业交付相关的制造设备，先进光刻机成为了制约中国芯片发展的最大瓶颈。

从整体的制造产业链来看，光刻机只是产业链中的一个环节，想要实现完整的芯片制造还需要其他复杂的上下游供应链体系。芯片制造大致分为上游产业、中游产业和下游产业，每一个产业又会衍生出许多细分领域。拥有了先进光刻机，只是拥有了制造先进芯片的资格，距离完成量产商用还有一些需要解决的问题。

细分产业链

在谈论光刻机之前，首先需要进入到芯片设计环节。

设计芯片就需要有相关的设计稿件以及软件自动化工具，最开始的芯片产业设计简单，而且内部的晶体管数量有限，可以通过手绘的方式完成芯片的电路布局。

但是随着芯片产业进入到超大规模时代，其内部集成了CPU、GPU、NPU甚至是基带model，并且内部的晶体管也增加到百亿数量级，这个时候已经无法通过手绘的方式完成工作，就需要采用特定的软件工具进行电子化设计。

芯片整体的设计布局图，就是芯片的IP。而设计芯片的自动化软件，就是EDA工具。

据《21经济网》新闻指出，EDA工具的技术水平，决定了芯片的设计效率以及先进程度。

全球先进的EDA市场已经形成了三巨头的局面，分别是美国新思科技（Synopsys）、美国楷登电子（Cadence）、德国西门子（Siemens）。这三家占据了全球EDA市场74%的份额，在先进芯片的设计领域更是垄断级别的存在。

三家企业通过与供应链进行“捆绑销售”、“签署长期服务协议”等方法，不断巩固其市场占有率，对中国本土的EDA企业造成了极大压力。

参考资料： 国产EDA突围 国际巨头技术垄断已被撕开缺口 - 21经济网

国产EDA企业，例如华大九天、广立微、概伦电子等公司已经开始着手在先进工艺领域进行发展。国内模拟芯片EDA的国产化率超过30%，但是在先进的数字芯片领域，其EDA的国产化率不足15%。

部分企业已经开始逐步引入国产EDA工具，但是大多数企业出于对经济性和稳定性的考量，还是以海外的EDA工具为主，国产EDA工具还需要长时间的磨合才能达到一个较为成熟的阶段。

IP和EDA工具之后，就到了制造芯片的材料阶段。

芯片来源于硅制造的晶圆，而硅的原材料则是常见的沙子，但制造芯片所需的硅纯度要达到99.999......。

将高纯度的多晶硅融铸成硅晶柱，然后再将其切割成薄片，就得到了制造芯片所需的大硅片。硅片一般分为4英寸、6英寸、8英寸、12英寸几种，8英寸和12英寸是目前各企业扩充产能的重点项目。

在硅片的基础上可以得到衬底和外延，衬底相当于后续器件的“地基”，外延相当于对“地基”进行装修。外延需要通过气相沉积、分子束外延等技术沉积出一层单晶薄膜，该薄膜的核心功能是提供精确的电学和器件特性。

在衬底和外延步骤中，还需要进行抛光。一旦存在瑕疵，整个衬底几乎是完全不能用的状态。

完成以上步骤之后，就进入到了使用光刻进行图案曝光的环节。

光刻机的原理和胶片相机的原理相似，通过光线穿透掩模板，对硅片上的光刻胶进行曝光，曝光后的光刻胶会发生变化，将掩模板上的图案印到晶圆上。反复如此，将不同掩模板上面的图案印到晶圆上，就完成了内部芯片的电路设计。

光刻之后就是刻蚀、沉积、清洗等步骤，将晶圆上面被光刻机曝光的图案进行细致化处理，实现更高效的电流控制。最后几步就是将晶圆单独切割单个芯片，然后封装在保护壳中就得到了成品芯片。

产业问题

整个制造流程很清晰，但是精确到每个步骤之后就存在多种技术问题。

光刻机的难点就是需要极高的精度，芯片中的7nm、5nm工艺指的是晶体管中的电流沟道长度，沟道的长度越短，单位面积内的晶体管就越多，同时对光刻机的精度要求就越高。

一枚病毒的大小大概在14nm左右，先进芯片的晶体管尺寸要比病毒还要小。对于这种极其细微的制造技术，需要整个制造系统相互配合才能成功。

ASML所制造的EUV光刻机，其光源以及激光发射器是美国西盟公司联合德国通快公司制造完成，而曝光系统则是德国蔡司为其独家定制的工业组件，对准晶圆台则是ASML的看家技术。

EUV光刻机的尺寸相当于一台双层巴士，每台机器发货需要四十个集装箱、三架货机或者二十辆卡车进行运输。

并且运行光刻机的环境也有非常高的标准，洁净程度比手术室还要高。哪怕是再小的灰尘或者异物，一旦落到晶圆上都会损坏芯片。

无尘室内的空气还要不断过滤循环，员工需要穿着特殊的工作服操作设备。并且光刻机的工作环境必须要采用纯净的黄光，因为其他波长较长的光会造成光刻胶变性，从而无法实现正常光刻。

ASML的EUV光刻机集合了全球5000家以上的供应链企业制造完成，依靠全球资源制造产品，同时服务于全球客户。

美国在EUV上对中国实施出口管制，还对国际企业施压禁止其为中国团队提供技术支持。再加上《瓦森纳协议》持续多年的技术管控，中国企业需要在没有国际技术的支持下完成国产EUV的研发，这是一个没法用语言形容的困难程度。

除EUV光刻机之外，还需要有配套的光刻胶材料。高端的光刻胶材料已经被日本企业垄断，而且光刻胶材料是有保质期的，大约在半年左右，想通过大批量采购来囤积材料的方案是不现实的。

国产光刻胶在低端的PCB市场上占比较高，i线、KrF、ArF领域实现量产供应，EUV领域正在进行小规模测试，还无法达到可量产的国产替代能力。

在其他方面，国产半导体供应链还有需要解决的技术问题，比如自动检测、离子注入机等工业设备。离子注入是国内较为短板的技术设备，北方华创在2025年3月份发布了旗下首款离子注入设备，与公司的其他产品形成平台化战略布局，开始推进全国产的供应链设备。

不管是设备还是材料，中国芯片产业都需要在先进技术环节实现国产化布局。光刻机只是制造先进芯片的必要设备之一，但不是拥有了EUV就可以立马实现全国产技术的制造。