分析丨俄罗斯的光刻机技术发展史

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前言：

半导体世界里，光刻机像一支刻写未来的笔。

从苏联时代的电子工业探索，到今天面对全球供应链重构，俄罗斯的光刻机之路始终伴随着一个核心命题：当先进制造设备成为地缘竞争的战略资源，一个国家如何重新寻找自己的技术坐标。

作者| 方文三

图片来源 | 网络

苏联留下的遗产，是一份无人签收的快递

谈论俄罗斯光刻机，绕不开一个让许多人心头一震的事实。这项技术的某些源头，恰恰埋在莫斯科郊外的冻土里。

20世纪50年代末，苏联开始为微电子工业布局，泽列诺格勒科学城应运而生。

到60年代中期，本土化的接触式光刻机在这里诞生，尽管许多光学部件还要仰仗东德蔡司的供货。

70年代，苏联科学家第一次成功激发准分子激光，为后来步进式光刻机的光源技术埋下了伏笔。1978年，泽列诺格勒启动同步辐射加速器研究，探索的正是多年后被称为EUV的光源方向。

1987年，列别捷夫物理研究所公布了当时全球领先的EUV光刻研究成果，比美国贝尔实验室1988年的同类工作还早了一年。

80年代末，苏联科学院微结构物理研究所开发出EUV波段所需的多层膜镜制造工艺，这项技术后来漂洋过海，被ASML等企业采用，演变成今天EUV反射镜与光罩的产业标准。

换句话说，当今天价值1.5亿欧元的EUV光刻机在台积电的厂房里运转时，它的镜片深处，映着一点苏联实验室的火光。

可是火焰没能变成炉火，泽列诺格勒的实验室能做出世界一流的论文，产线上却长不出稳定量产的机器。整个微电子工业习惯了另一条捷径，拆解IBM的360大型机，仿造出ES EVM系列，靠逆向工程维持表面的并驾齐驱。

模仿省去了试错的成本，也省掉了试错才能长出的肌肉。1991年大厦倾塌，经费断流，成建制的工程师揣着图纸登上飞往特拉维夫和硅谷的航班，苏联光学与材料学的家底，就这样散落进了别人的供应链。

这份遗产因此成了一份无人签收的快递，包裹还在，地址却失效了。俄罗斯继承了苏联的物理，却没有继承苏联的工厂，更没有继承那个能把物理变成工厂的体制。

350nm，一个故意选低的起点

2022年2月之后，制裁的闸门轰然落下。芯片与光刻设备被列入出口管制的核心清单，ASML的机器进不来，台积电的代工停了，连二手设备的备件都断了供。

正是在这样的废墟上，那台350nm光刻机登场了。2023年11月，什帕克对外宣布路线图，2024年生产350nm光刻机，2026年启动130nm设备，制造基地分布在莫斯科、泽列诺格勒、圣彼得堡和新西伯利亚。

2024年5月，首台机组装完成进入测试。2025年3月，莫斯科市长索比亚宁宣布，泽列诺格勒纳米技术中心已完成这台机器的全部研发。2026年，又传出该中心与白俄罗斯的Planar公司合作完成130nm样机的消息。

2024年一年，俄罗斯为本国电子产品开发拨出2114亿卢布，而那份总额超过2400亿卢布的计划，要在2030年实现70%半导体设备与材料的国产化。

350nm这个数字是被精确计算过的需求地板，什帕克自己的账算得很清楚，350nm到65nm区间的芯片，广泛用在微控制器、功率电子、通信电路和汽车电子里，约占整个市场的60%，而且全球需求至少还能维持10年。

军用装备对这个区间更是情有独钟，导弹的导引头不在乎晶体管有多密，只在乎电磁脉冲下芯片死不死，零下40度的战壕里电容鼓不鼓。各国军队的弹药库里，至今躺着大量上世纪工艺的芯片，因为它们可靠、便宜、经得起辐射。

所以那台被嘲笑的机器，其实回答的不是技术问题，而是生存问题。它的目标不是追上ASML，是让洗碗机的笑话永远失效。在战争经济学里，够用比先进更稀缺，确定比卓越更昂贵。俄罗斯用2400亿卢布买下的是一张不再看人脸色的许可证。

它的市场不在货架上，在地图上

那么，这场注定追不上的追赶，意义在哪里。答案藏在俄罗斯为这台机器选定的客户名单里。

名单上几乎没有商业公司，Rosatom、Rostec、国防工业企业和关键信息基础设施，构成了国产芯片的消化主力。

鞑靼斯坦那座规划中的55nm到40nm晶圆厂，目标客户清一色是国家机构。俄罗斯在全球半导体采购中的份额不足1%，这个市场养不活任何一家面向商业竞争的设备商，它从来就没打算面向商业竞争。

那台350nm光刻机以及它身后2026年的130nm、2030年的90nm，本质上是一条国防供应链的保险丝，是制裁长期化世界里一份自给自足的期权。

更有意思的是外延的部分，白俄罗斯Planar公司参与130nm样机的合作，提示了一个正在成形的受制裁者技术共同体，光学老底子在东欧，光源和激光在莫斯科，镜片在下诺夫哥罗德，市场在每一个被西方设备拒之门外的国家。

对那些同样担心某天早上醒来供应链消失的国家来说，一套不依赖ASML、不受美国出口条例管辖的成熟制程设备，哪怕落后25年，也可能是有价格的。不被断供这件事本身，正在成为可以出售的确定性。

这就是俄罗斯光刻机真正的战略卡位。它卡的不是商业位，是地缘位。它不指望在台积电的竞标书里出现，它要出现在另一种清单上，维持战争机器、能源电网和身份证件运转所需的最小技术集合。

方向换到X射线，不想再抄ASML的作业

俄罗斯科学院微结构物理研究所科研人员奇哈洛提出高性能X射线光刻新概念，工作波长定在11.2nm，比ASML的EUV 13.5nm更短，思路是绕开掩模版复杂体系，把设备做得更便宜、更简单。

2022年，下诺夫哥罗德应用物理研究所宣布开发能生产7nm芯片的光刻设备，计划2028年全面投产，中间依次是2024年的Alpha样机和2026年的测试机。

2026年，俄罗斯国家原子能公司Rosatom正式入局，宣布牵头开发基于激光等离子体的光刻设备，用千瓦级激光轰击液滴或气体射流产生X射线，再靠多层膜镜汇聚成形。

这条路线，是在无法复制EUV全球供应链后的选择。复制一台EUV光刻机，需要复刻横跨全球、涉及数千家供应商的协作网络，包括蔡司镜片、Cymer光源、德国精密机床和荷兰三十年的系统集成经验。

既然抄不了作业，索性换一张考卷，把系统集成复杂度，换成自身在激光物理和多层膜镜上的优势。

但X射线光刻在产业史上曾被放弃，上世纪90年代，包括IBM在内的美国巨头投入巨资后集体撤退，光源功率、掩模变形、良率控制都曾成为难题。

俄罗斯方案通过无掩模和数字孪生建模规避旧问题，理论上自洽，工程上仍待验证。换道不等于超车，只是让俄罗斯重新获得参与竞争的资格。

结尾：

1987年列别捷夫研究所的灯光照亮过EUV的前夜，后来灯熄了三十多年。

如今泽列诺格勒重新点灯，光很弱，只够照亮350nm的图形。可对一个在漫长冬天里跋涉的国家来说，蜡烛的意义从来不在亮度，在于风再大，它得自己点得着。

部分资料参考：Reuters：《ASML extends chipmaking dominance as customers embrace High NA》，爱集微：《俄罗斯自研国产350nm光刻机纳入工业设备目录》，半导体行业观察：《俄罗斯首台光刻机问世》，新浪科技/快科技：《俄罗斯首台350nm光刻机将在莫斯科生产》，荣格工业资源网：《俄罗斯首台350nm光刻机获订单，130nm型号上市在即》

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