前沿导读
据《海峡卫视》新闻指出,美国媒体一则有关中国DUV光刻机突破的传闻引发全球关注,中国台湾时事评论员王商智指出,光刻机的零部件高达几十万个,ASML是集合了全球顶级供应链资源完成的设备制造,如果中国完成了浸润式DUV光刻机的整机制造,那么也就代表着中国企业完成了几十万个零件的供应链体系,这个影响力是具有冲击性的。
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参考资料:
美媒一则中国DUV光刻机突破传闻引发全球资本震动,岛内舆论热议
https://www.toutiao.com/video/7668193644230246958/?log_from=dd5d380d4c12c_1785891597784
02
供应链风险
在供应链体系上实现自主可控,这个问题的重要性要远大于整机设备。
典型例子就是华为此前推出过一批4G版的麒麟9000芯片,麒麟9000芯片是台积电制造的5nm芯片,集成5G基带。
但是华为在后续的p50pro产品中搭载了只支持4G信号的麒麟9000,这并不代表是芯片设计上出现了问题,而是因为内部的射频模组出现供应异常。
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据媒体指出,在5G芯片具有库存的情况下,华为推出没有5G信号的同款芯片,其唯一的可能就是射频模组出现供应问题。
5G手机需要专用的天线和射频前端,天线部分国内厂商可以负责,射频收发华为也可以自主研发,但射频前端的模组需要依赖海外供应商。
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直到mate60系列的发布,中国供应链体系才解决了射频模组的问题。
有这个例子在前,我们可以得出一个结论:拥有设计技术和制造技术只是第一步,最重要的还是供应链体系的稳定性。
光刻技术与平板印刷技术有相似点,二者的英文名称也都是“Lithography”,可以说光刻是平板印刷的一种技术分支。
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光刻机的技术原理并不是什么机密信息,但困难的问题是如何在知道技术原理的情况下,将设备制造出来,并且可以让设备在生产线上持续稳定的制造芯片。
早年间美国企业率先制造出了光刻机设备,当时也叫做“曝光机”,后来日本以及荷兰企业纷纷进场,我国也开始在实验室中进行曝光设备的技术摸索。
当年我国曝光设备一直处于实验室的研发阶段,并未实现进一步的市场化发展,况且当时的国情也没有条件来支撑曝光设备的应用。
后来进入改革开放时期,我国开始与海外企业达成合作,以合资的方式引进外来技术。这种合资的方式虽然可以快速让我们拥有较为成熟的产业技术,但是也让我们对海外的技术设备产生了依赖。
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芯片制造属于流水线工程,每一个步骤都需要特定设备进行制造,一旦形成一套经过验证,并且工艺成熟、良率较高的生产线,那么这时候对生产线上面的某些设备进行替换,这影响的是整个流程的制造效率。
这也就形成了一个“循环”,用国产设备替换掉进口设备,可能引发制造效率的问题。但是继续使用进口设备,国产设备就很难进入生产线运行,也就没有办法对设备进行进一步的技术升级。
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ASML可以持续推出多款DUV光刻机以及两代EUV光刻机,核心因素就是台积电等客户常年累月使用ASML设备,可以给ASML创造大量制造数据,这些数据将会推动ASML开发出更加先进的设备。
03
国产化制造
想要在供应链体系上面实现国产化制造,这个难度很高。尤其是当下的光刻机已经不是当年那种简单的“曝光机”水平,激光发射器、镜头平整度、曝光引导系统、晶圆台、对准系统,这些硬件的精密度都是以nm计算,出现一点偏差都会导致大量晶圆报废。
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这种极高精度的制造设备,注定是少数企业才能折腾明白的产品。
日本的尼康、佳能虽然是老牌光学巨头,也拥有光刻机的制造能力,但是如今两家的光刻机业务都出现了技术断层。
尼康放弃了EUV项目,目前最先进的设备就是浸润式DUV光刻机,但是其技术水平相当于ASML 10多年前的产品。佳能则是直接放弃了EUV和浸润式DUV的研发,专心搞纳米压印技术,目前只在存储芯片领域投入使用。
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ASML是站在产业塔尖的企业,如果说有哪些企业还有机会在光刻机领域跟ASML竞争,那么只剩下中国大陆企业。大陆企业不但持续推进DUV光刻机的研发制造,而且还在持续“啃”EUV这根“硬骨头”。
浸润式DUV和EUV,这是ASML称霸产业市场的两大核心设备。ASML能达到如今的市场统治地位,与供应链合作有很大关系。
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蔡司是ASML光刻机的镜头以及曝光系统唯一供应商,蔡司拥有2000项以上的技术专利,这些专利是竞争者难以跨越的鸿沟。
制造EUV光源的美国西盟公司(Cymer),制造激光发射器的德国通快公司,都跟ASML有10年以上的合作经验。
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产业先发优势,让ASML及其供应链企业形成了一套技术生态圈。这个生态圈,是目前中国半导体产业正在大力建设的目标。
要构建一套独立于ASML和美国技术生态之外的光刻机产业链,这非常具有挑战性,也是一个大型的工程问题,不过中国企业最擅长的就是从系统工程层面去开发产业技术。
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