过去几年,美国联合盟友限制中国获取EUV(极紫外)光刻机,希望借此锁住中国先进芯片的发展。
按照当时不少业内人士的判断,没有EUV,就很难稳定生产7nm及以下工艺芯片,中国高端芯片产业至少要停滞多年。
然而,事情的发展并没有完全按照这一剧本演。
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如今,人们越来越发现,一个行业真正的发展,从来不会只依赖一台机器。
EUV确实重要,但并不是唯一答案
必须承认,EUV光刻机仍然是目前全球最先进的光刻设备。
它采用13.5纳米波长的极紫外光,可以大幅减少曝光次数,提高良率和生产效率,因此成为全球3nm、2nm等先进工艺的核心装备。
目前,全世界能够批量制造EUV光刻机的企业只有ASML一家。
也正因为如此,美国才把EUV出口限制视为遏制中国半导体发展的关键手段。
但很多人忽略了一点。
先进芯片的发展,并不只有EUV一条技术路线。
早在EUV普及之前,台积电、三星等企业就曾利用193nm DUV浸没式光刻机,通过多重曝光(Multi-patterning)工艺实现7nm节点生产。
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换句话说,7nm并不是EUV独有的成果。
只是没有EUV,制造成本更高、流程更复杂、良率也会下降。
中国走的是"难而可行"的路线
近年来,多项公开分析显示,中国晶圆厂持续优化DUV多重曝光工艺,在没有EUV设备的情况下,仍实现了7nm级芯片制造。最新业内分析认为,中国7nm工艺的晶体管密度持续提升,但在成本、产能和功耗方面,与国际最先进工艺仍存在差距。
这种路线最大的特点就是:
别人一次曝光完成,中国可能需要三次、四次,甚至更多次曝光。
别人一天生产一万片晶圆,中国可能只能生产几千片。
成本增加了。
制造周期变长了。
但——不是做不到。
这也是为什么,美国近年来又不断扩大对DUV设备及相关零部件的限制,因为仅靠封锁EUV,并未完全阻断中国先进芯片的发展。
真正的竞争,已经不只是光刻机
很多普通人一提芯片,就想到光刻机。
其实,一块芯片从设计到最终封装,要经过上千道工序。
光刻只是其中最重要的一环。
还有刻蚀设备、薄膜沉积、离子注入、检测设备、EDA软件、封装测试、材料供应等多个环节。
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近年来,中国企业在刻蚀机、薄膜沉积、清洗设备等领域持续取得突破,国产设备占比不断提升,但在先进光刻领域仍然存在明显短板。
因此,现在业内越来越强调的是"全产业链能力",而不是单点突破。
Chiplet正在改变游戏规则
近年来,还有一种技术越来越受关注。
那就是Chiplet(芯粒)技术。
传统思路是,把所有功能都做到一块芯片上。
而Chiplet则不同。
它可以把CPU、GPU、AI加速器、缓存等分别制造,再通过先进封装连接成一个整体。
这样,即使单颗芯片不是全球最先进工艺,也能够组合出很强的整体性能。
AMD、Intel等国际厂商已经大量采用这一方案,中国企业也在积极布局先进封装和Chiplet技术,希望通过系统级创新提升整体竞争力。
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光刻机仍然重要,但封锁越来越难达到预期效果
有人说,美国输了。
这种说法并不准确。
因为截至目前,中国距离自主掌握高端EUV设备仍有明显差距,全球最先进的2nm、3nm大规模制造能力依旧主要集中在少数国际企业手中。
但另一方面,说中国被彻底"卡死"也同样不符合现实。
过去几年,中国企业不断通过DUV多重曝光、工艺优化、自主设备研发和先进封装等方式寻找替代方案。与此同时,公开报道称,中国也开始推进国产DUV浸没式光刻设备的产业化,这是提升自主能力的重要一步。
半导体产业从来不是短跑,而是一场持续十几年甚至几十年的马拉松。
真正决定未来的,不是一台机器,而是整个产业体系的持续创新能力。
美国希望用EUV限制中国,这是现实存在的竞争策略;而中国选择不断寻找新的技术路径,同样也是产业发展的现实。最终,决定胜负的不会是一句“有没有光刻机”,而是谁能够把技术、制造、供应链和人才体系长期做强。
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